Эффект электрострикции в полярных диэлектриках.

Этот эффект, также как и обратный пьезоэффект, проявляется в изменении размеров полярного диэлектрика и возникновении в нем силы при приложении к нему электрического напряжения:

При отсутствии остаточной поляризации и сегнетоэлектрического эффекта электрострикция в полярном диэлектрике обусловлена только процессами индуцированной поляризации, и ее эффект очень мал. В случае сегнетолектриков и наличия обратного пьезоэффекта с линейной связью между электрическим напряжениям и деформацией электрострикция выступает в качестве малой нелинейной добавки к нему, но в отличие от пьезоэффекта у электрострикции не обратного эффекта, но есть термодинамически сопряженный эффект – изменение диэлектрической проницаемости при приложении механической силы. Сила, возникающая в результате электрострикции, теоретически не может быть рассчитана, и экспериментально может быть оценена по формуле: (9), где С – эмпирическая константа, Е₀ , Е – начальная и заданная напряженность электрического поля соответственно.

Эмпирически установлено, что для аморфно-кристаллического полимера, обладающего заметным пьезоэлектрическим эффектом (сополимер винилиденфторида и трифторэтилена, обработанный электронным пучком, с модулем упругости при сдвиге порядка 1 ГПа, разрывным напряжением 43 МПа и предельной деформацией около 4,3%) при приложении электрического поля образец сокращается, и при электрическом напряжении 3 кВ обеспечивается механическое напряжение до 2,15 МПа и деформация до 1,2% при времени релаксации 200 мс, причем при частотах до 8 кГц реализуется 90% напряжения. В случае полимера с сопряженными связями и электронной проводимостью при напряжении 1 В время задержки после приложения напряжения равно 1 с, максимальная деформация 1,5-2,3 % при скорости удлинения 4,8х10^-4/с, максимальное напряжение 35 МПа, причем напряжение падает с увеличением частоты возбуждения.