硅氧钠离子的排列解图

2013-11-28 11:03:07来源: 互联网 关键字:硅氧钠离子  排列解图

石英晶体具有压电效应,是由其内部结构决定的。组成石英晶体的硅离子Si4+和氧离子O2-在Z平面投影,如图(a)。为讨论方便,将这些硅、氧离子等效为图(b)中正六边形排列,图中“+”代表Si4+,“-”代表2O2-。

硅氧离子的排列示意图
(a)  硅氧离子在Z平面上的投影
(b)等效为正六边形排列的投影

当作用力FX=0时,正、负离子(即Si4+和2O2-)正好分布在正六边形顶角上,形成三个互成120º夹角的偶极矩P1、P2、P3,如图(a)所示。此时正负电荷中心重合,电偶极矩的矢量和等于零,即
            P1+P2+P3=0 
当晶体受到沿X方向的压力(FX<0)作用时,晶体沿X方向将产生收缩,正、负离子相对位置随之发生变化,如图(b)所示。此时正、负电荷中心不再重合,电偶极矩在X方向的分量为(P1+P2+P3)X>0
在Y、Z方向上的分量为
(P1+P2+P3)Y=0  (P1+P2+P3)Z=0
由上式看出,在X轴的正向出现正电荷,在Y、Z轴方向则不出现电荷。
当晶体受到沿X方向的拉力(FX>0)作用时,其变化情况如图(c)。此时电极矩的三个分量为
(P1+P2+P3)X<0
(P1+P2+P3)Y=0
(P1+P2+P3)Z=0
在X轴的正向出现负电荷,在Y、Z方向则不出现电荷。可见,当晶体受到沿X(电轴)方向的力FX作用时,它在X方向产生正压电效应,而Y、Z方向则不产生压电效应。
晶体在Y轴方向力FY作用下的情况与FX相似。当FY>0时,晶体的形变与图(b)相似;当FY<0时,则与图(c)相似。由此可见,晶体在Y(即机械轴)方向的力FY作用下,使它在X方向产生正压电效应,在Y、Z方向则不产生压电效应。 

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/1128/article_21346.html
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