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      壓電陶瓷片的彈性和介電性能應用

      更新時間:08-20 17:28
      瀏覽量:135

      壓電陶瓷是一種能夠將機械能和電能相互轉換的信息功能陶瓷材料——壓電效應,除壓電性能外,壓電陶瓷片還具有介電性能和彈性,廣泛應用于醫學成像、聲學傳感器、聲換能器、超聲電機等領域。 壓電陶瓷在機械應力的作用下由它的材料制成,引起內部正負電荷中心的相對位移和極化,導致材料兩端表面上束縛電荷的相反符號,即壓電效應,壓電陶瓷片主要用于制造超聲波換能器、水聲換能器、電聲換能器、陶瓷濾波器、壓電陶瓷片變壓器、陶瓷鑒頻器、高壓發生器、紅外探測器、聲表面波器件、電光器件、點火引爆器件、壓電陀螺等. 除了被用于高科技領域,它還在日常生活中為人們提供更多的服務,并努力為人們創造更美好的生活。

       封裝的壓電陶瓷片PST 1000 / 35 / 200 vs45的最大位移為260 μm,陶瓷剛度為150 n / μm,外部機構剛度為70n / μm. 由上述計算公式產生的位移為177 μm. 此時,壓電陶瓷對外部機構的有效推力為12450 n. 當外部機構剛度為500 n / μm時,此時產生的位移為60 μm,有效推力為30,000 n。

         當外部載荷改變機械力時,壓電陶瓷產生的推力取決于壓電陶瓷的伸長. 下圖是根據未來核心壓電陶瓷PST 150 / 5x 5 / 20和PST 150 / 7x 7 / 20的位移推力值繪制的圖表,可以粗略估計這兩種壓電陶瓷在不同機構剛度下產生的推力和位移形狀變量。

         橫坐標表示壓電陶瓷的最大推力,縱坐標表示壓電陶瓷在空載下的位移,smech表示外部機構的剛度曲線。  外部機構的剛度曲線和壓電陶瓷推力位移曲線之間的交點是壓電陶瓷抵抗外部機構時的性能參數。

         當外部機構的剛度與陶瓷相同時,位移和推力是zui大位移和zui大推力的一半,zui極大地利用了壓電陶瓷的能量效率。

           當外部負載的剛度與PST 150 / 5x 5 / 20相同時,壓電陶瓷負載較大的zui電壓. 此時,壓電陶瓷可以輸出10 μm的大最大位移和800 n的大最大輸出。

           在相同的外部機械結構下,因為PST 150 / 7x7 / 20具有更大的剛度,所以zui可以在大驅動電壓下輸出更大的位移和輸出。


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