セラミックス・ガラス

圧電性と強誘電性の関係についての説明として正しいものはどれか。

  1. A圧電体はすべて強誘電体である
  2. B強誘電体はすべて圧電性を示すが、水晶のように強誘電性をもたない圧電体もある
  3. C対称中心をもつ結晶でも、十分に強い電界をかければ圧電性を示す
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正解:B. 強誘電体はすべて圧電性を示すが、水晶のように強誘電性をもたない圧電体もある

圧電性は、機械的な応力で分極が生じ、逆に電界で変形する性質で、結晶が対称中心をもたないことが条件です。強誘電体は電界で向きを反転できる自発分極をもつ結晶で、対称中心がないので必ず圧電性も示します。一方、水晶(α石英)は対称中心がないので圧電性を示しますが、自発分極がないので強誘電体ではありません。対称中心をもつ結晶では、電界を強くしても1次の圧電効果は現れません(電界の2乗に比例する電歪は別の効果です)。PZTやBaTiO₃などの強誘電体セラミックスは、分極処理で分極の向きをそろえてから圧電素子として使います。

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