Электроскрипция

Электрострикция (от электро... и лат. strictio — стягивание, сжимание), деформация диэлектриков в электрическом поле Е, пропорциональная квадрату напряжённости электрического поля E^2 и не зависящая от изменения направления поля Е на обратное. Э. обусловлена поляризацией диэлектриков в электрическом поле и имеет место у всех диэлектриков — твёрдых, жидких и газообразных. Для твёрдых диэлектриков Э. очень мала и не имеет практического значения. Э. следует отличать от линейного по полю обратного пьезоэффекта, который на несколько порядков больше Э. и может наблюдаться только в кристаллических диэлектриках с определённой симметрией (см. Пьезоэлектричество). Иногда говорят о большой Э. у сегнетоэлектриков. В действительности, это обратный пьезоэффект, но из-за возможности изменения направления спонтанной поляризации доменов при изменении направления поля на противоположное деформация не зависит от направления поля. 

В анизотропных кристаллах Э. можно описать зависимостью между 2 тензорами 2-го ранга — тензором квадрата напряжённости электрического поля и тензором деформации:

Здесь rij — компонента тензора деформации, Em, En — составляющие электрического поля. Коэффициент Rij называется коэффициентом Э. Число независимых коэффициентов Э. зависит от симметрии кристаллов. Например, для триклинных кристаллов тензоры Э. имеют 36 независимых коэффициентов для изотропных диэлектриков — 2. Величина Rij ~ 10^—14—10^—10. В поле Е ~ 300 в ×см rij ~ 10^—6. 

В изотропных средах, и т. ч. в газах и в жидкостях, Э. наблюдается как изменение  плотности под действием электрического поля и описывается формулой: 

DV/V=AE^2          (2) 

где DV/V — относительная объёмная деформация, А — постоянная Э., равная:

Здесь b — сжимаемость, r — плотность, e — диэлектрическая проницаемость. Для органических жидкостей (ксилол, толуол, нитробензол) А ~ 10^—12.

Под действием переменного  электрического поля частоты w диэлектрик в результате Э. колеблется с частотой 2w, что характерно для квадратичных эффектов. Поэтому Э. может использоваться для преобразования электрических колебаний в звуковые.

Эффект электрострикции  широко применяется в электростикционных преобразователях, предназначенных для измерения колебаний поверхностей твердых тел. К электростикционным преобразователям относятся также акустические зонды, предназначенные для измерений в малых объемах и труднодоступных местах. Сегнетокерамика с сильно размытым фазовым переходом, например, на основе магнониобата свинца, является одним из лучших электрострикционных материалов. В области фазового перехода структура такой керамики неоднородная, и деформация керамических материалов в результате электрострикции на 2-3 порядка больше, чем электрострикция линейных диэлектриков. Такие материалы, в которых фазовый переход происходит не при одной строго определенной температуре, а в определенном интервале температур, называют релаксорами (от англ. relaxor). Электрострикционная сегнетокерамика применяется в исполнительных механизмах для создания точных перемещений. 
 
 

Электростри́кция — эффект изменения линейных размеров вещества при приложении к нему электрического поля. Наблюдается абсолютно во всех веществах (в отличие от пьезоэффекта, который существует лишь в кристаллах с определённой симметрией). 

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

Наиболее высокие  значения электрострикции наблюдаются  в веществах, получивших название сегнетоэлектрические релаксоры 

Формально, электрострикционный  коэффициент - это тензор четвёртого ранга (Qijlk), зависящий от механического напряжения (тензор второго ранга xij) и поляризации (тензоры первого ранга Pk, Pl).