前言

自壓電效應發現以來,迄今已有百年歷史,目前壓電效應研究一直是壓電學基礎理論研究的核心課題。由于科技發展和工程實際需要,壓電效應的研究已經由單純基于應力的縱向、橫向、剪切等二維效應研究發展到基于晶體拉伸、壓縮、彎曲、扭轉變形的三維復合效應研究。

基于晶體變形的三維壓電效應研究屬晶體物理學、電介質物理學、靜電學、彈性力學、實驗力學等多學科交叉研究的前沿課題,如果說縱向、橫向、剪切等壓電效應研究是從晶體應力角度出發,揭示了機電耦合與變換的內在規律,那么拉壓效應、扭轉效應、彎曲效應研究又從晶體變形上反映了壓電晶體的上述規律。基于晶體變形壓電效應研究將壓電效應從二維發展到三維,從線性極化發展到非線性極化,束縛電荷從單電極提取發展到多電極復合提取……,從而在一定程度上發展了壓電學科的理論體系。

本書由筆者近20年來基于晶體變形的壓電效應研究而成。全書共分9章,第1章介紹了壓電扭轉彎曲效應研究的現狀;第2章~第4章分別介紹壓電效應晶體物理學、力學以及電學基礎;第5章介紹石英晶體壓電效應機理;第6章詳細介紹石英晶片拉壓效應的理論計算、實驗結果以及典型應用;第7章詳細介紹了彎曲效應數值計算和實驗測定;第8章介紹石英晶片壓電扭轉效應理論計算、實驗測試以及新型扭矩傳感器;第9章介紹了多功能壓電測力儀靜態標定平臺結構以及壓電石英傳感器動態響應原理和方法。

本書得到河南省自然科學基金資助項目“壓電石英彎曲效應理論研究及新型傳感執行器的研發(162300410313)”資助支持,在此表示感謝。

本書由鄭州航空工業管理學院高長銀著。本書可作為機械設計制造及其自動化、機械電子工程、檢測及控制等相關專業高年級本科生、研究生的教材,還可以作為壓電研究人員和工程人員的參考用書。

作者水平所限,書中難免存在不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。

著者　　

2020年于鄭州