剩余极化

定义与由来

压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料，内部晶粒各有极化方向。无外电场时晶粒杂乱分布，各晶粒的极化效应相互抵消，材料整体呈中性，原始的压电陶瓷不具有压电性质。

当在陶瓷上施加强直流外电场时，晶粒的极化方向发生转动，趋向于按外电场方向排列，材料整体得到极化；外电场越强，极化程度越高。当外电场强度大到使极化达到饱和程度，即所有晶粒的极化方向都与外电场方向一致时，撤去外电场，材料整体的极化方向基本不变，这一保留下来的整体极化即剩余极化。

与压电性的关系

出现剩余极化后的材料才具有压电特性。因此压电陶瓷要具有压电效应，需先用外电场进行极化；极化后的正压电测量仅需机械应力，不要求持续外加电场：外电场（极化过程）赋予材料剩余极化，压力（使用过程）使晶粒移动，从而在垂直于极化方向（即原外电场方向）的平面上出现极化电荷，电荷量的大小与外力成正比关系。

为什么电压表测不出内部极化

已极化陶瓷片内部的极化强度以电偶极矩形式表现，其结果是陶瓷片两端出现束缚电荷。电极面上会吸附一层来自外界的自由电荷，这些自由电荷与束缚电荷符号相反、数量相等，从而屏蔽并抵消了极化强度对外界的作用。因此，将电压表接至已极化陶瓷片电极时，无法测出内部极化强度。

稳定性与适用范围

压电陶瓷的压电系数比石英晶体大得多，压电效应更明显，用它做成的压电式传感器灵敏度较高，但稳定性与机械强度不如石英晶体。压电陶瓷因极化而表现出压电特性，但其压电系数会随时间的增加或温度的升高而减小，此时晶粒的极化方向逐渐失去一致性，压电特性减弱甚至消失。