[科普中国]-介电应变

介电应变是指电介质在电场作用下，由于电致伸缩效应或逆压电效应(对压电体而言)产生应变的现象。

简介介电应变是指电介质在电场作用下，由于电致伸缩效应或逆压电效应(对压电体而言)产生应变的现象1。

不同材料产生的现象作为弹性介质，在外力作用下也会产生应变，但作为电介质材料，介电应变主要是指电场作用下的应变现象。

原理压电体在电场E的作用下，产生与电场成正比的应变S=dE,d称为压电应变常数。压电体的d常数为几十至几百×10m/V。应变的符号(伸或缩)随外加交变电场的符号(正或负)而改变。当外加的交变电场频率与压电体的固有频率一致时，压电体产生谐振，应变值最大。任何电介质(包括压电体)在电场作用下都会产生应变，即电致伸缩效应。这种应变S与电场的平方成正比。因此，它与逆压电效应不同，应变不随外电场的反向而异号。作为电介质材料，压电体当然也存在电致伸缩效应，只不过是这种电致伸缩效应比逆压电效应小很多罢了。但一系列弛豫型铁电陶瓷，存在着大的电致伸缩效应，因而发展了一批电致伸缩陶瓷，它们不是基于压电效应，而是基于电致伸缩效应2。

相关概念介电应力dielectric stress电介质在电场作用下，由于带电质点之间的库仑力、电致伸缩效应或诱导极化产生应变等原因所引起的应力现象。有些脆性材料(如陶瓷)在远低于击穿强度时，在电场造成的机械应力作用下，介质也可能破坏。对于压电体，在外电场作用下，通过逆压电效应产生应变及应力，应力的大小与压电效应的强弱，外电场及边界条件有关。

应用利用介电应变所产生的位移，可以制成各种不同精度、不同位移量的微位移计，在自动控制、精密机械、光学仪器和天文望远镜等方面得到广泛应用3。

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学