壓電復(fù)合材料的壓電效應(yīng)是指在外加機(jī)械應(yīng)力下，材料會(huì)產(chǎn)生電荷分離和極化現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度。其原理可以通過(guò)瞬態(tài)壓電效應(yīng)和永久壓電效應(yīng)來(lái)解釋。

瞬態(tài)壓電效應(yīng)是指在施加壓力后，材料內(nèi)部的正負(fù)電荷會(huì)在短時(shí)間內(nèi)生成和分離，形成電荷偶極子。這是由于材料的晶格結(jié)構(gòu)引起的。晶格結(jié)構(gòu)可分為一個(gè)個(gè)離散電荷的等效結(jié)構(gòu)單元，當(dāng)外加應(yīng)力作用下，這些結(jié)構(gòu)單元會(huì)發(fā)生畸變，導(dǎo)致電荷重新分布，產(chǎn)生電荷分離。此時(shí)，材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度，從而產(chǎn)生電勢(shì)差。

永久壓電效應(yīng)是指在施加壓力后，材料內(nèi)部的正負(fù)電荷會(huì)永久性地分離，形成永久性電偶極子。這是由于材料的晶格結(jié)構(gòu)的某種非對(duì)稱特性而引起的。在無(wú)外力作用下，材料內(nèi)部的電荷分離仍然存在，產(chǎn)生固定的電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度。這種永久性電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度可以被外部電極所探測(cè)到，并可用來(lái)進(jìn)行電路連接和能量轉(zhuǎn)換。

壓電材料的壓電效應(yīng)主要由兩個(gè)因素決定：非中心對(duì)稱性和介質(zhì)極化。對(duì)于非中心對(duì)稱性，它是指材料的晶格結(jié)構(gòu)中心與材料的原子布局不完全重合。這種非中心對(duì)稱性引起的材料晶體結(jié)構(gòu)畸變會(huì)導(dǎo)致電荷重分布，從而產(chǎn)生電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的出現(xiàn)。

介質(zhì)極化是指材料內(nèi)部電偶極子的取向和排列。在施加壓力時(shí)，材料的極化程度會(huì)發(fā)生變化，電荷重分布會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部電場(chǎng)的變化，從而產(chǎn)生電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度。

壓電復(fù)合材料是通過(guò)將具有壓電效應(yīng)的壓電陶瓷材料與具有高強(qiáng)度、高韌性的復(fù)合材料（如碳纖維復(fù)合材料）相結(jié)合而成。壓電陶瓷部分負(fù)責(zé)產(chǎn)生壓電效應(yīng)，而復(fù)合材料部分則提供了材料強(qiáng)度和韌性的優(yōu)勢(shì)。壓電陶瓷通過(guò)與復(fù)合材料層的連接，使得壓電效應(yīng)可以用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、振動(dòng)控制和能量轉(zhuǎn)換等應(yīng)用。