WikiSort.ru - Не сортированное

Электростри́кция (ср. магнитострикция) — это свойство всех непроводников, или диэлектриков, приводящее к изменению их формы при приложении к ним электрического поля.

Объяснение явления

Электрострикцей обладают все диэлектрики. Это свойство проявляется ввиду малого перемещения ионов в кристаллической решётке при воздействии внешнего электрического поля. Положительно заряженные ионы вытесняются в направлении поля, тогда как негативно заряженные ионы вытесняются в противоположном направлении. Это вытеснение постепенно накапливается во всей толще вещества и приводит к общей деформации (удлиннению) тела в направлении поля. Толщина вещества уменьшается в ортогональных направлениях, подчиняясь коэффициенту Пуассона. Все изолирующие вещества, состоящие из более, чем одного типа атомов, проявляют ионные свойства до определённой степени из-за разницы в электроотрицательности атомов, а значит будут проявлять электрострикцию.

Итоговая величина механической деформации (степень деформации по отношению к исходным размерам) пропорциональна квадрату поляризации. Изменение направления поля не изменяет направление деформации.

Формально, электрострикционный коэффициент — это тензор четвёртого ранга (${\displaystyle Q_{ijlk}}$ ), зависящий от механического напряжения (тензор второго ранга ${\displaystyle x_{ij}}$ ) и поляризации (тензоры первого ранга ${\displaystyle P_{k}}$ , ${\displaystyle P_{l}}$ ).

${\displaystyle x_{ij}=Q_{ijkl}\times P_{k}\times P_{l}}$

Связанный с электрострикцией пьезоэффект существует лишь у части диэлектриков. Электрострикция существует в кристаллах со всеми видами симметрии, тогда как пъезоэффект характерен лишь для двадцати кристаллографических точечных групп симметрии.

Связь между деформацией и электрическим полем является квадратичной. Линейная связь между деформацией и электрическим полем наблюдается в пьезоэлектриках.

Вещества

Все диэлектрики обладают электрострикцией в той или иной мере. Несмотря на это, ряд специально проектируемых керамических веществ, получивших название сегнетоэлектрические релаксоры, обладает необычайно высокими значениями электрострикции. Наиболее широкое применение получили следующие вещества:

• свинцовый ниобат магния (PMN)
• свинцовый ниобат магния-свинцовый титанат (PMN-PT)
• свинцового лантана цирконат титана (PLZT)

См. также

• Магнитострикция
• Фотоупругость
• Piezomagnetism
• Пьезоэлектрический эффект
• Сегнетоэлектрический релаксор

Литература

• Электрострикция // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Mini dictionary of physics (1988) Oxford University Press
• Статья "Electrostrictive Materials" на сайте TRS Technologies
• Статья "Electronic Materials" профессора Гельмута Фёлля