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壓電材料是具有壓電效應的晶體材料，常用的有壓電晶體材料、壓電陶瓷和高分子壓電材料。
在研究石英晶體時，晶體學中可以用三根互相垂直的晶軸來表示。兩平行柱面內夾角等分線，垂直此軸壓電效應最強，稱為電軸，垂直于平行柱面，在電場作用下變形最大，稱為機械軸，無壓電效應，中心軸，也稱光軸。
光電開關傳感器與它不同的是，石英晶體的化學式為SIO2，石英晶體的壓電效應與其內部結構有關，它的每個晶胞由3個硅離子和6個氧離子組成，一個硅離子和兩個氧離子交替排列。沿光軸看去，可以等效為正六邊形結構。
當石英晶體受外力作用時，硅離子和氧離子在正六邊形的六個頂角上，正負電荷的中心重合，所以對外不顯電性;當石英晶體在X軸方向受力時，正負電荷中心偏移，負電荷中心向下偏移導致晶體的極面A上呈現負電荷，正電荷中心向上偏移導致晶體的極面B上呈現正電荷;當石英晶體在Y軸方向受力時，正負電荷中心同樣發生偏移，晶體的極面A上呈現正電荷，晶體的極面B上呈現負電荷;當晶體的光軸方向受力時，由于晶格的變形不會引起正負電荷中心的偏移，所以不會產生壓電效應。
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