تاثیر دمای بالا و دمای پایین بر سرامیک های پیزوالکتریک

هنگامی که مشتریان در مورد دمای استفاده از سرامیک های پیزوالکتریک سوال می کنند، اغلب با مشکلات مختلفی مواجه می شویم. آیا سرامیک های پیزوالکتریک می توانند دمای بالا را تحمل کنند؟ آیا می توان از سرامیک های محیطی با دمای پایین استفاده کرد؟ آیا دما تأثیر زیادی بر سرامیک های پیزوالکتریک دارد؟ امروز بیایید در مورد تأثیر دما بر سرامیک های پیزوالکتریک صحبت کنیم.

عملکرد از مواد مبدل پیزو به دما بستگی دارد. تغییرات دما عملکرد سرامیک های پیزوالکتریک را تا حد زیادی تغییر می دهد. به عنوان مثال، ظرفیت خازنی و ضریب تلفات با افزایش دما افزایش می یابد، در حالی که دمای بیش از حد باعث کاهش عملکرد و عمر مفید می شود. بنابراین، دما عامل بسیار مهمی است که بر نتایج تجربی تأثیر می گذارد. توصیه می شود که کاربران ضریب دما را در حین آزمایش در محیط های کاربردی مختلف در نظر بگیرند.

افزایش دما باعث تغییر قابل توجهی در ثابت دی الکتریک سرامیک پیزوالکتریک می شود، یعنی ظرفیت سرامیک پیزوالکتریک تغییر می کند و ظرفیت سرامیک پیزوالکتریک از دمای اتاق به 80 درجه سانتی گراد حدود 40 درصد افزایش می یابد.

1. محدوده دمایی کاربرد سرامیک های پیزوالکتریک؟
   این به دمای کوری مواد سرامیکی پیزوالکتریک بستگی دارد. سرامیک پیزوالکتریک انباشته سری PST 150 که ما معمولاً استفاده می کنیم دارای دمای کوری 155 درجه سانتیگراد است. دمای استفاده ایمن توصیه شده 25- تا 80 درجه سانتیگراد است. برای مواد پیزوالکتریک پیزوالکتریک سرامیک hs/ht با ولتاژ بالا، دمای کوری 340 درجه سانتیگراد و دمای ایمن توصیه شده برای استفاده ایمن حدود 1 درجه سانتیگراد است. می تواند دمای 200 درجه سانتیگراد را تحمل کند.

   
   

2. 
   محدوده دمای ذخیره سازی سرامیک های پیزوالکتریک؟
   دمای نگهداری توصیه شده 5 تا 40 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی کمتر از 40 درصد است. انتخاب کنترل کننده عملیات دینامیکی: هنگامی که سرامیک پیزوالکتریک به صورت دینامیکی کار می کند، به دلیل اصطکاک داخلی در حین انبساط و انقباض سرامیک پیزوالکتریک، حدود 20-5 درصد از نیروی محرکه به گرمای تولید شده توسط سرامیک پیزوالکتریک تبدیل می شود. هنگامی که سرامیک های پیزوالکتریک به صورت دینامیکی کار می کنند، گرما تولید می شود و دما افزایش می یابد. در این زمان، ظرفیت الکترواستاتیک سرامیک پیزوالکتریک بر این اساس افزایش می یابد. بنابراین، هنگام انتخاب یک کنترل کننده منطبق، نمی توانید به سادگی جریان مورد نیاز را بر اساس ظرفیت اندازه گیری شده در دمای اتاق در جدول پارامترها محاسبه کنید.

   
   

3. دمای کوری
   دمای کوری سرامیک پیزوالکتریک دمای انتقال مغناطیسی است. هنگامی که سرامیک پیزوالکتریک به نقطه دمای کوری می رسد، هر چه سرامیک پیزوالکتریک به دمای کوری سرامیک پیزوالکتریک نزدیکتر باشد، عملکرد سرامیک پیزوالکتریک بیشتر تغییر می کند. بنابراین، در فرآیند استفاده از سرامیک های پیزوالکتریک، باید بسیار کمتر از دمای کوری باشد و zui بالاتر از نیمی از دمای کوری نباشد. نقطه دمای کوری سرامیک های پیزوالکتریک از مواد مختلف متفاوت است. به طور کلی، نقطه دمای کوری سرامیک های پیزوالکتریک لمینت شده ولتاژ پایین حدود 150-200 درجه سانتی گراد و نقطه دمای ایستگاه سرامیک های پیزوالکتریک کم ولتاژ و دمای بالا حدود 340 درجه سانتی گراد است. دمای داخل آن حدود 215-340 درجه سانتی گراد است.

   
   

4. ضریب انبساط حرارتی چیست؟
   ضریب انبساط خطی محوری سرامیک‌های پیزوالکتریک دولایه شده با دمای پایین (در محدوده -40 ~ 120 درجه سانتیگراد) منفی - 5 ppm / ° C است و ضریب انبساط خطی محوری سرامیک‌های پیزوالکتریک فشار بالا + 2 ppm / ° C است.

5. آیا ظرفیت کرنش پیزوالکتریک تغییر می کند؟
ظرفیت کرنش و جابجایی / ولتاژ مبدل سرامیکی پیزوالکتریک با ضریب d33 در جدول پارامتر مواد بیان می شود. در مقایسه با عملیات دمای اتاق، زمانی که دما کاهش می‌یابد، ظرفیت کرنش نیز کاهش می‌یابد. هنگام کار در دماهای بسیار پایین، اثر پیزوالکتریک تا حد زیادی کاهش می یابد. اثر افزایش دما بر d33 به دمای کوری ماده سرامیکی پیزوالکتریک مورد استفاده بستگی دارد. راندمان پیزوالکتریک مواد نرم اندکی کاهش می یابد. هنگامی که دما به 80 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، زمانی که ولتاژ کاری 0-150 ولت است، جابجایی سرامیک پیزوالکتریک انباشته PST 150 / 5x 5/20 حدود 19 میکرومتر است. 20 میکرومتر است. مواد سرامیکی پیزوالکتریک با دمای بالا عمدتا hs / ht هستند. هنگامی که دما به 100 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، راندمان پیزوالکتریک حدود 5٪ افزایش می یابد.

6. در مورد کارکرد سرامیک های پیزوالکتریک در محیط های با دمای بالا چطور؟
بسیاری از برنامه ها می توانند در محیط های با دمای بالا کار کنند. در این زمان، سرامیک های پیزوالکتریک استاندارد دیگر نمی توانند نیازهای کاربران را برآورده کنند. فقط سرامیک های پیزوالکتریک با دمای بالا با مواد خاص را می توان انتخاب کرد. هسته می تواند سرامیک های پیزوالکتریک بسته بندی مکانیکی سری NAC 6024 یا سری xmt را فراهم کند. دمای بالا فردا محیط 200 ℃، و می تواند در محیط 150 ℃ استفاده شود.

7.نیاز به عملکرد دینامیکی بالای سرامیک های پیزوالکتریک
در برخی از کاربردهایی که نیاز به ارتعاش با فرکانس بالا دارند، مانند ماشین کاری دقیق و کنترل ارتعاش فعال، چگونه می توان افزایش دما ناشی از اصطکاک داخلی با فرکانس بالا سرامیک های پیزوالکتریک را کنترل کرد؟ روش معمول ما عمدتاً خنک کننده هوای خارجی یا پایداری حرارتی هسته و سینک های حرارتی فردا است. رسانایی سریع گرما دستگاه خطر آسیب به سرامیک های پیزوالکتریک ناشی از گرمایش با فرکانس بالا را کاهش می دهد. انتخاب تثبیت کننده حرارتی هسته فردا می تواند قدرت دینامیکی سرامیک های پیزوالکتریک را بیش از سه برابر کند.

8. آیا سرامیک های پیزوالکتریک می توانند در برابر دمای پایین مقاومت کنند؟
هسته را می توان با آن عرضه کرد کریستال صفحه پیزوالکتریک برای دمای پایین -273 درجه سانتیگراد فردا. با این حال، آنچه شما باید بدانید این است که اثر پیزوالکتریک سرامیک های پیزوالکتریک زیر دمای اتاق کاهش می یابد و خروجی و جابجایی سرامیک های پیزوالکتریک تا حد زیادی کاهش می یابد. در دمای پایین <260 کلوین، تلفات در مایع حدود 0/K است. تحت نیتروژن، جابجایی سرامیک های پیزوالکتریک حدود 10 درصد دمای اتاق است.

ورق سرامیک پیزوالکتریک که ما معمولا استفاده می کنیم یک سرامیک پیزوالکتریک نیمه دوقطبی است، یعنی فشار منفی که سرامیک پیزوالکتریک می تواند تحمل کند 20 درصد حداکثر ولتاژ مثبت است. با توجه به مقاومت شدید مواد سرامیکی در برابر دپلاریزاسیون در یک محیط با دمای پایین افزایش یافته است، می توان یک سرامیک دوقطبی پیزوالکتریک را در یک محیط با دمای بسیار پایین هدایت کرد و در نتیجه جابجایی مضاعف حاصل شد. برای مثال، PST 150 ظرفیت کرنش خود را تا 20 درصد دمای اتاق در دمای پایین 77 کیلووین کاهش می دهد، اما 40 درصد جابجایی تک قطبی دمای اتاق را می توان با روش دوقطبی به دست آورد. در محیط با دمای بسیار پایین، لازم است سیم مسی منگنزی با رسانایی حرارتی کمتر انتخاب شود تا محیط با دمای پایین بی‌تأثیر بماند.