壓電陶瓷的特性及應(yīng)用舉例

1、精品文檔壓電陶瓷的特性及應(yīng)用舉例芯明天壓電陶瓷以 PZT 鋯鈦酸鉛材料為主， 主要利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)， 即通過對壓電陶瓷施加電場，壓電陶瓷產(chǎn)生納米級精度的致動(dòng)位移。芯明天壓電陶瓷壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)可分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。正壓電效應(yīng)是指壓電陶瓷受到特定方向外力的作用時(shí)， 在壓電陶瓷的正負(fù)極上產(chǎn)生相反的電荷，當(dāng)外力撤去后， 又緩慢恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；逆壓電效應(yīng)是指在對壓電陶瓷的極化方向上施加電壓，壓電陶瓷會(huì)隨之發(fā)生形變位移，電場撤去后，形變會(huì)隨之消失。1 歡迎下載精品文檔納米級分辨率壓電陶瓷的形變量非常小，一般都小于 1%，雖然形變量非常小，但可通過改變電場強(qiáng)度非常精確地控制形變量。壓電

2、陶瓷是高精度致動(dòng)器， 它的分辨率可達(dá)原子尺度。 在實(shí)際使用中， 壓電陶瓷的分辨率通常受到產(chǎn)生電場的驅(qū)動(dòng)控制器的噪聲和穩(wěn)定性的限制。大出力壓電陶瓷產(chǎn)生的最大出力大小取決于壓電陶瓷的截面積， 對于小尺寸的壓電陶瓷， 出力通常達(dá)到數(shù)百牛頓的范圍，而對于大尺寸的壓電陶瓷，出力可達(dá)幾萬牛頓。2 歡迎下載精品文檔響應(yīng)時(shí)間快ms壓電陶瓷隨驅(qū)動(dòng)電壓的變化而快速伸縮，它的響應(yīng)時(shí)間即為壓電陶瓷的充電的時(shí)間，可達(dá)毫秒至亞毫秒量級。最快響應(yīng)時(shí)間取決于壓電陶瓷的諧振頻率，一般為諧振時(shí)間的1/3 。壓電陶瓷被廣泛應(yīng)用于閥門與快門技術(shù)中。遲滯盡管壓電陶瓷具有非常高的分辨率， 但它也表現(xiàn)出遲滯現(xiàn)象， 即壓電陶瓷升壓曲線和降壓

3、曲線之間存在位移差。 在同一個(gè)電壓值下， 上升曲線和下降曲線上的位移值有明顯的位移差，且這個(gè)位移差會(huì)隨著電壓變化范圍的改變而改變，驅(qū)動(dòng)電壓越小則位移差也會(huì)相應(yīng)越小，壓電陶瓷的遲滯一般在給定電壓對應(yīng)位移值的10%-15%左右。3 歡迎下載精品文檔蠕變?nèi)渥兪侵府?dāng)施加在壓電陶瓷的電壓值不再變化時(shí)， 位移值不是穩(wěn)定在一固定值上， 而是隨著時(shí)間緩慢變化， 在一定時(shí)間之后才會(huì)達(dá)到穩(wěn)定值， 如右圖所示。 一般 10s 內(nèi)蠕變量約為伸長量的 1%2%。開環(huán)與閉環(huán)控制開環(huán)壓電陶瓷具有遲滯及蠕變現(xiàn)象， 可通過配置定位傳感器進(jìn)行閉環(huán)控制， 消除壓電陶瓷的遲滯與蠕變現(xiàn)象。4 歡迎下載精品文檔通過使用位置傳感器和反饋控制回路消除壓電陶瓷的遲滯及滯后現(xiàn)象，使得壓電陶瓷的形變量與驅(qū)動(dòng)電壓成線性關(guān)系。開環(huán)控制閉環(huán)控制壓電陶瓷的應(yīng)用案例光纖拉伸利用壓電陶瓷的高精度位移形變，拉伸光纖，從而改變光脈沖。5 歡迎下載精品文檔F-P 腔調(diào)諧壓電陶瓷的形變位移，可高精度的改變反射鏡或棱鏡的位置，從而精確調(diào)整光路徑。壓電點(diǎn)膠閥壓電陶瓷的高頻往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變壓電噴射閥閥門的開合，流量及點(diǎn)膠速度可控。焊線機(jī)。6 歡迎下載精品文檔壓電陶瓷可控制壓電鉗，從而控制引線夾的開合，配合高速精密工作臺和鍵合頭運(yùn)動(dòng)，夾持引線并使在工作空間中完成復(fù)雜高速運(yùn)動(dòng)， 以形成能夠滿足不同封裝所需的線弧， 最終實(shí)現(xiàn)電互連。7 歡迎下載精