پاسخ به چند سوال رایج در مورد سرامیک پیزوالکتریک

1) من می خواهم یک لایه رنگ روی سرامیک پیزوالکتریک خود اعمال کنم، این جابجایی آن را کاهش می دهد.

پاسخ: هر ماده اضافی موازی با سرامیک پیزوالکتریک باعث افزایش بار سرامیک پیزوالکتریک و در نتیجه کاهش عملکرد آن می شود. با این حال، در بیشتر موارد، سفتی لباس بیرونی کمتر از سفتی سرامیک های پیزوالکتریک خواهد بود، بنابراین اثر آن کم است (<5٪).

2) آیا می توانم از روغن برای خنک کردن سرامیک های پیزوالکتریک استفاده کنم؟

پاسخ: بله. برای برخی کاربردها، گرمای تولید شده توسط خود سرامیک پیزوالکتریک (خودگرم شونده) قابل توجه است و می تواند توسط جریان هوا یا جریان روغن خنک شود. روغن خنک کننده باید روغن دی الکتریک تمیز (روغن عایق) باشد، زیرا هرگونه ناخالصی ممکن است باعث واکنش های الکتروشیمیایی شود که در نهایت منجر به آسیب و خرابی سرامیک پیزوالکتریک می شود. همچنین توجه داشته باشید که برای یک سرامیک پیزوالکتریک با سطح مقطع بزرگتر، گرادیان حرارتی بین سطح و داخل آن ممکن است زیاد باشد، بنابراین حفظ دمای سطح قابل قبول ممکن است کافی نباشد.

3) آیا امکان اعمال گشتاور به سرامیک های پیزوالکتریک وجود دارد؟

پاسخ: اعمال گشتاور به سرامیک های پیزوالکتریک توصیه نمی شود. هنگام اعمال نیروی پیش سفت کننده به سرامیک پیزوالکتریک از طریق مهره، باید اطمینان حاصل شود که گشتاور پیش سفت به سرامیک پیزوالکتریک منتقل نمی شود. نیروی برشی بیشتر از 1 مگاپاسکال ممکن است باعث شکستگی لایه چسب بین سرامیک های پیزوالکتریک شود.

4) چه مقدار پیش بار می توانم روی سرامیک پیزوالکتریک اعمال کنم؟

پاسخ: ما توصیه می کنیم که سرامیک های پیزوالکتریک تحت بارگذاری اولیه 0~80MPa کار کنند. طراحی نیروی پیش بار باید اطمینان حاصل کند که نیروی پیش بار تحت هر شرایطی در این محدوده قرار دارد. مقدار نرمال 10~20MPa است.

5) آیا می توانم به پشته سرامیکی پیزوالکتریک فشار منفی وارد کنم؟

پاسخ: بله. جابجایی سرامیک پیزوالکتریک تحت شبه استاتیک را می توان با اعمال فشار منفی معینی افزایش داد. با این حال، برای جلوگیری از خطر دپولاریزاسیون سرامیک های پیزوالکتریک، میدان الکتریکی باید محدود شود، در دمای اتاق و بدون بار، فشار منفی نباید از -0.7kV/mm برای مواد N51 و N57 و -0.25kV/ برای مواد N59 میلی متر، مواد N46 -1.5kV/mm تجاوز کند. در مورد دمای بالا و بار زیاد، این مقادیر توصیه شده باید کاهش یابد.

1) من نمی توانم مقدار فرکانس رزونانس را در جدول پارامترهای ورق خمشی سرامیکی پیزوالکتریک اندازه گیری کنم. دلیلش چیست؟

پاسخ: فرکانس تشدید درج شده در پارامترها بدون جرم اضافی (کانسیلور) تعریف شده است. در حالت بدون گیره، فرکانس رزونانس اول بیشتر خواهد بود، بنابراین نیروی گیره بر فرکانس تشدید تأثیر دارد. به همین ترتیب، افزودن بار (مانند لنز و غیره) به بالای قطعه خمشی سرامیکی پیزوالکتریک، فرکانس رزونانس اول را کاهش می دهد.

2) چگونه می توان با الکترودهای داخلی سرامیک پیزوالکتریک چند لایه در معرض برخورد کرد؟

پاسخ: برای سرامیک های پیزوالکتریک چندلایه، اگر الکترودهای داخلی در معرض دید قرار دارند، باید ولتاژ اعمالی Vmax را کاهش دهید تا قوس نشود. ناحیه در معرض دید باید پوشش داده شود. برای ایمنی، لطفا با سرامیک های پیزوالکتریک جدید جایگزین کنید.

1) هیچ خروجی در قیچی پیزوالکتریک ذکر نشده است. خروجی آن چیست؟

پاسخ: برای قیچی نیمکره پیزوالکتریک سهام ، به دلیل استحکام بالا، اندازه گیری خروجی آن بسیار دشوار است. این دلیلی است که ما در جدول پارامتر ذکر نکردیم. نیرو را می توان با ضرب جابجایی آزاد و سفتی تخمین زد. مقدار سختی را می توان با S55E بدست آورد و مقدار S55E 4.3e-11m^2/N است.

2) آیا می توان از قیچی سرامیکی پیزوالکتریک در فرکانس های بالا استفاده کرد؟

پاسخ: به دلیل سفتی بالا و فرکانس تشدید بالا، لوله سیلندر پیزو

می توان از قیچی برای عملکرد سریع (پاسخ سریع) استفاده کرد. با این حال، استفاده مداوم با فرکانس بالا ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. این به این دلیل است که غیرخطی بودن آن به معنای تلفات زیاد (بیشتر از سرامیک d33) است، بنابراین خود سرامیک پیزوالکتریک گرما تولید می کند. معمولاً کار با فرکانس 2 کیلوهرتز برای چند دقیقه مشکلی ندارد. اگر فرکانس های بالاتر یا مدت زمان بیشتری مورد نیاز باشد، ولتاژ عملیاتی اعمال شده باید کاهش یابد، در غیر این صورت سرامیک پیزوالکتریک به آرامی دپلاریزه می شود (از دست دادن پلاریزاسیون).

3) پیش بارگذاری توصیه شده برای قیچی سرامیکی پیزوالکتریک چیست؟

پاسخ: پشته سرامیک پیزوالکتریک معمولی d33 زمانی که در فرکانس بالا استفاده می شود نیاز به پیش تنیدگی دارد، زیرا نیروی اینرسی قابل توجه می شود و تنش کششی را در داخل سرامیک پیزوالکتریک ایجاد می کند. برای سرامیک های پیزوالکتریک نوع برشی، نیروی اینرسی آن یک نیروی برشی است، بنابراین اثر پیش بار محوری محدود است. اما در برخی موارد، به منظور بهبود صلبیت (با فشرده سازی لایه چسب / خط چسب) یا برای جلوگیری از خم شدن (اگر مرکز ثقل از انتهای ثابت دور باشد)، پیش بار محوری بسیار سودمند است.

4) حداکثر بار محوری که می توان روی دیسک برشی سرامیکی پیزوالکتریک اعمال کرد چقدر است؟

پاسخ: قیچی های سرامیکی پیزوالکتریک معمولاً تحت فشار 3.5 مگاپاسکال تست می شوند. سرامیک های پیزوالکتریک می توانند نیروهای فشاری بالاتری را تحمل کنند (>50MPa)، اما در استفاده واقعی، توصیه می کنیم که بار محوری قیچی سرامیکی پیزوالکتریک از 5MPa تجاوز نکند. این به این دلیل است که نقص های کوچک روی سطح تماس نیز می تواند منجر به تمرکز تنش شود و در نتیجه سرامیک پیزوالکتریک را از بین ببرد. در صورت نیاز به فشار زیاد، توصیه می کنیم از سطح تماس با صافی بالاتر (شامل سطح تماس بین سطح صفحه برشی پیزوالکتریک و سازه) استفاده کنید.

5) حداکثر بار برشی که می توان روی برش سرامیکی پیزوالکتریک اعمال کرد چقدر است؟

پاسخ: این مبدل کره ای پیزوالکتریک می تواند بارهای بسیار بالایی را تحمل کند. در واقع، رابط بین سرامیک pzt و زیرلایه، حداکثر بار برشی را تعیین می کند.

اگر حرکت توسط اصطکاک منتقل شود، حداکثر بار به فشار در سطح تماس و ضریب اصطکاک استاتیک بستگی دارد. به عنوان مثال، فشار 2MPa × ضریب اصطکاک 0.2 = 0.4MPa، برای یک ورق برشی 5×5mm، حداکثر بار برشی آن حدود 10N است. اگر از اتصال اپوکسی استفاده شود، حداکثر بار برشی به مقاومت اپوکسی مورد استفاده بستگی دارد. به طور کلی، رزین اپوکسی را می توان تحت تنش برشی 5 مگاپاسکال به طور ایمن استفاده کرد و می توان آن را بر روی ورق برشی 5×5 میلی متر استفاده کرد. حداکثر بار برشی آن حدود 125 نیوتن است.