机械能和电能互换的特性叫做压电效应。换言之，当施加电压时，压电材料会膨胀或收缩，当受力时，会产生电压。
通常，陶瓷是由微晶体组成的。而每个晶体是由带正电荷或负电荷的原子构成的。大多数陶瓷带有的正、负电荷是平衡的。但是，在自然状态下，有一种介电陶瓷 (称为铁电体) 在晶体中带有不平衡的正、负电荷，会造成偏电荷，也就是发生自发极化。
图1：随机极化的多晶体
焙烧后，铁电陶瓷会立即发生自发极化并产生随机极轴。整体来看，陶瓷似乎有了平衡的正、负电荷。但是，随着高直流电压的应用，自发极化产生的极轴在相同的方向上对齐，即使去掉电压，极轴也不会随之消失。使自发极化极轴对准的过程被称为极化过程。
电极
如果将极化过程应用于铁电陶瓷，就会生成压电陶瓷。
当给压电陶瓷施加外部电压时，陶瓷内的正、负电荷的中心会相互吸引或排斥，就会造成陶瓷的膨胀或缩小。
电荷中心
或者，给压电陶瓷施加压力，就会在压电陶瓷的对面产生正、负电荷。相反地，如果对相同的材料施加张力，电荷的极性会相反。
如上所述，利用晶体极化，压电陶瓷可以使电能和机械能相互转化。
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