1、本書集作者近10年對基於晶體變形的壓電效應研究而成，理論體繫全面。2、本書是晶體物理學、電介質物理學、靜電學、彈性力學、實驗力學等多學科交叉研究的前沿課題，在制造、測控、電器、建築等諸多領域都有廣泛的應用前景。

●第1章 緒論
1.1 壓電效應簡介
1.2 基於晶體變形效應研究簡介
1.2.1 壓電拉壓效應研究
1.2.2 壓電彎曲效應研究
1.2.3 壓電扭轉效應研究
第2章 壓電效應晶體物理學基礎
2.1 晶體結構與對稱性
2.1.1 晶體及其點陣結構
2.1.2 晶體對稱性素
2.1.3 晶體的分類
2.2 晶體宏觀物理性質與晶體對稱性
2.2.1 晶體的宏觀物理性質
2.2.2 用張量描述宏觀物理性質
2.2.3 晶體對稱性對晶體宏觀物理性質的影響
2.3 傳感器與執行器的物質效應模型
2.3.1 六種能量間的物質效應模型
2.3.2 三種能量間物質效應G.Heckmann模型
第3章 壓電效應力學基礎
3.1 彈性力學基本方程
3.1.1 應力狀態理論
3.1.2 應變狀態理論
3.1.3 本構關繫
3.1.4 靜力學專享性定理(Kirchhoff-Neumann專享性定理)
3.2 平面問題基本方程
3.2.1 平面應變問題
3.2.2 平面應力問題
3.3 彈性力學扭轉理論
3.3.1 扭轉問題基本方程
3.3.2 扭轉問題邊界條件
3.3.3 扭轉問題解法
3.4 彈性力學彎曲理論
3.4.1 純彎曲問題基本方程
3.4.2 懸臂梁彎曲問題基本方程
3.4.3 簡支梁彎曲問題基本方程
第4章 壓電效應電學基礎
4.1 自由空間的電磁場定律
4.1.1 自由空間的積分電磁場定律
4.1.2 自由空間的微分電磁場定律
4.1.3 場定律整體含義
4.1.4 電磁場邊界條件
4.2 靜電場的標量位
4.2.1 靜電場標量位的引入
4.2.2 標量位的微分方程
4.3 有物質存在時宏觀場定律
4.3.1 極化強度的概念
4.3.2 極化電荷密度
4.4 各向異性介質宏觀場定律
4.4.1 各向異性電介質的一般特性
4.4.2 各向異性介質麥克斯韋方程組
4.4.3 各向異性介質中標勢滿足的方程
4.4.4 各向異性介質中標勢所滿足的邊界條件
第5章 石英晶體壓電效應機理
5.1 石英晶體結構和性能
5.1.1 石英物理與力學性能
5.1.2 石英晶體結構
5.2 石英晶體的壓電機理
5.2.1 壓電效應的電偶極子機理
5.2.2 石英壓電效應機理
5.2.3 壓電效應類型
5.3 石英晶體的壓電效應表達式建立和物理意義
5.3.1 基於應力的壓電效應及其壓電效應表達式的建立
5.3.2 壓電效應表達式的意義
第6章 石英晶片拉壓效應研究
6.1 石英晶片拉壓效應數值計算
6.1.1 拉壓應力計算
6.1.2 束縛電荷計算
6.1.3 束縛電場仿真
6.2 石英晶片拉壓效應的實驗測定
6.2.1 拉壓晶組組成
6.2.2 實驗裝置
6.2.3 實驗結果
6.3 基於拉壓效應的力學量傳感器研發
6.3.1 單向壓電石英力傳感器
6.3.2 壓電式壓力傳感器
6.3.3 壓電式加速度傳感器
第7章 石英晶片彎曲效應研究
7.1 石英晶片懸臂梁彎曲效應數值計算
7.1.1 彎曲應力計算
7.1.2 束縛電荷計算
7.1.3 彎曲效應測量晶組組成
7.2 基於彎曲效應的懸臂梁測力傳感器研發
7.2.1 懸臂梁測力傳感器結構
7.2.2 懸臂梁傳感器實驗測定
第8章 石英晶片扭轉效應研究
8.1 石英晶片扭轉效應數值計算
8.1.1 扭轉應力計算
8.1.2 束縛電荷密度計算
8.1.3 檢測電極布置
8.2 基於扭轉效應的三向壓電鑽削測力儀研發
8.2.1 石英測量晶組方案選擇
8.2.2 三向壓電鑽削測力儀殼體設計
8.2.3 三向壓電鑽削測力儀的橫向干擾
8.2.4 三向壓電鑽削測力儀的預緊力與量程計算
8.2.5 三向壓電鑽削測力儀靈敏度的計算
8.3 基於扭轉效應的三向壓電鑽削測力儀標定
8.3.1 三向壓電鑽削測力儀的靜態標定
8.3.2 向間干擾
8.3.3 動態標定
第9章 壓電傳感器靜態和動態標定
9.1 壓電傳感器靜態標定
9.1.1 靜態誤差的定義方法
9.1.2 采用“逐級加、卸載法”進行靜態標定的方法與步驟
9.1.3 石英晶體力傳感器技術性能指標
9.2 多功能壓電測力儀靜態標定臺
9.2.1 多功能壓電測力儀靜態標定臺原理與結構
9.2.2 滑動螺旋傳動設計計算
9.2.3 精度與剛度
9.3 壓電石英測力儀動態響應分析
9.3.1 測力儀的頻率響應
9.3.2 動態誤差與工作頻帶
附錄
附錄1張量基本知識
附錄2彈性順度繫數的坐標變換
附錄3壓電繫數的坐標變換
參考文獻

基於晶體變形的三維壓電效應研究屬晶體物理學、電介質物理學、靜電學、彈性力學和實驗力學等多學科交叉研究的前沿課題，它將壓電效應從二維發展到三維，從線性極化發展到非線性極化，束縛電荷從單電極提取發展到多電極復合提取，從而在一定程度上發展了壓電學科的理論體繫。本書集作者近10年對基於晶體變形的壓電效應研究而成，詳細介紹基於晶體變形的壓電效應研究歷史和意義、石英晶片拉壓效應、石英晶片彎曲效應、石英晶片扭轉效應的理論計算、電極布置、實驗結果以及在傳感器上應用、壓電傳感器的靜態標定裝置、標定方法以及動態標定理論等內容。本書可作為機械設計制造及其自動化、機械電子工程、檢測及控制等相關專業高年級本科生、研究生的教材，還可以作為壓電研究人員和工程人員的參考用書。

高長銀 著