逆压电效应 ：当晶体在外加电场作用下，晶体的某些 方向上产生形变，其形变与电场强度成正比。称为逆压电 效应。
正压电效应与逆压电效应统称为压电效应。具有压电 效应的物体称为压电体。
a: 在X方向上的二个晶体面上接电极，测定电荷密度。
X方向上受正应力T1(N/m2)时，测得X方向电极面上产生的束缚电荷Q， 其表面电荷密度σ （C/m2）与作用力成正比。
D1=d11T1
其中T1为沿法线方向正应力，d11为压电应变常量，其下标第一个1代 表电学量，第二个1代表力学量。
在Y方向上受正应力T2时，X方向上测电荷密度：
D1=d12T2
在Z方向上受正应力T3时，测电流为0
D1=d13T3=0 因为T3不等于0，则d13=0。
切应力：T4（yz或zy应力平面的切应力）， T5（xz或zx平面）， T6（xy或yx平面） 在切应力作用下，X方向上测电荷密度：
D3=0
对于α –石英晶体，无论在哪个方向上施加应力，在z方向 的 电极面上无压电效应。
3.4.1 压电性
以上正压电效应可以写成一般代数1
m=1, 2, 3 m为电学量，j为力学量
采用矩阵方式可表示为：
压电应变常量是有方向的，而且具有张量性质。
另外一种表示方法为： Dm=emiSi
3. 材料表面状态及边缘电场：
（2）边缘电场： 电极边缘常常电场集中，发生电场极变，使边缘局部电场强度升
高，导致击穿电压的下降。 影响因素： a: 电极周围媒质 b: 电场的分布(电极的形状、相互位置) c: 材料的介电系数、电导率
3.4.1 压电性
1.压电性：
1）正压电效应 ：晶体受到机械作用力时，在一定方向的 表面上会出现数量相等、符号相反的束缚电荷；作用力反 向时，表面荷电性质亦反号，而且在一定范围内电荷密度 与作用力成正比。这种由机械能转化为电能的过程，为正 压电效应。
不均匀介质最简单的情况是双层介质。设双层介质具有各不相
同的电性质，ε1，σ1，d1和 ε2，σ2，d2 分别代表第一层、第二层
的介电常数、电导率、厚度。
若在此系统上加直流电压U，则各层内的电场强度E1，E2，为：
3.3.2 影响无机材料击穿强度的各种因素
上式表明：电导率小的介质承受场强高，电导率大 的介质承受场强低。在交流电压下也有类似的关系。
a: 固体介质材料不同，表面放电电压也不同。陶瓷介质由于介 电常数大、表面吸湿等原因，引起空间电荷极化，使表面电场畸变， 降低表面击穿电压。
b: 固体介质与电极接触不好，则表面击穿电压降低。 c: 电场的频率不同，表面击穿电压也不同。频率升高，击穿电 压降低。
3.3.2 影响无机材料击穿强度的各种因素
3.3.1 介电强度
Emax=(V/d)max
通 常 ， 凝 聚 态 绝 缘 体 的 击 穿 电 场 范 围 约 为 (1055×106)V.cm-1。
介电强度依赖于材料的厚度， 厚度减小，介电强度 增加。由测试区域中出现的临界裂纹的几率决定。
还与环境温度和气氛、电极形状、材料表面状态、电 场频率和波形、材料成分和孔隙、晶体各向异性，非晶态结 构等因素有关。
如果σ1和σ2 相差甚大，则必然其中一层的 电场强度将大于平均场强E，这一层可能首先达到击穿强
度而被击穿。一层击穿以后，增加了另一层的电压，且电 场因此大大畸变，结果另一层也随之击穿。由此可见，材 料的不均匀性可能引起击穿场强的降低。
陶瓷中的晶相和玻璃相的分布可看成多层介 质的申联和并联，上述的分析方法同样适用。
而 d15=d16=0 X方向总电位移：
D1=d14T4
D1=d11T1+d12T2+d14T4
3.4.1 压电性
x方向总电位移： D1=d11T1+d12T2+d14T4
同样，在晶体y方向的平面上被电极，测y方向的电位移D2：
D2=d25T5+d26T6
同样，在晶体z方向的平面上被电极，测z方向的电位移D3：
3.3.2 影响无机材料击穿强度的各种因素
2. 材料中气泡的作用：
材料中含有气泡时，气泡的ε及σ很小，因此加上 电压后气泡上的电场较高。而气泡本身的抗电强度比固体介
质 要 低 得 多 ( 一 般 空 气 的 Eb≈33kv/cm ， 而 陶 瓷 的 Eb≈80kv/cm )，所以首先气泡击穿，引起气体放电(电离)，
3.3.1 介电强度
例：设计一方案，满足3KV下存储10-4C的要求 ，设 电介质材料厚0.02mm的BaTiO3，求电介质的厚度 及面积。（注:BaTiO3的介电强度为120KV/cm）。
3.3.1 介电强度
一些电介质的介电强度 单位：106V/cm
Al2O3 (0.03mm) Al2O3 (0.6mm) Al2O3 (0.63cm) 云母 (0.002cm) 云母 (0.006cm)
加了击穿的可能性。 电击穿是一种集体现象。能量通过其它粒子（例如，已经
从电场中获得了足够能量的电子和离子）传送到被击穿的组 分中的原子或分子上。
3.3.2 影响无机材料击穿强度的各种因素
1.介质的不均匀性：
无机材料常常为不均匀介质，有晶相、玻璃相和气孔存在，这使无机材 料的击穿性质与均匀材料不同。
产生大量的热，容易引起整个介质击穿。由于在产生热量的 同时，形成相当高的内应力，材料也易丧失机械强度而被破 坏，这种击穿称为电—机械—热击穿。
3.3.2 影响无机材料击穿强度的各种因素
3. 材料表面状态及边缘电场： （1）固体介质的表面放电
固体介质的表面放电属于气体放电。固体介质常处于周围气体媒 质中，击穿时，常发现介质本身并未击穿，但有火花掠过它的表面， 这就是表面放电。
m=1, 2, 3 i=1, 2, 3, 4, 5, 6
Emi为压电应力常量，Si为应变
7.0 BaTiO3 (0.02cm，单晶） 0.04
1.5 BaTiO3 (0.02cm，多晶） 0.12
0.18
环氧树脂
160-200
10.1
聚苯乙烯
160
9.7
硅橡胶
220
3.3.1 介电强度
• 电击穿： 1. 电场强度高时会形成电流脉冲发生击穿，由此产生点坑，
孔洞和通道并连通。 2. 击穿发生于材料的表面，通过表面水分或污染杂质增