Odgovori na neka uobičajena pitanja o piezoelektričnoj keramici

1) Želim nanijeti sloj boje na svoju piezoelektričnu keramiku, to će smanjiti njen pomak.

Odgovor: Svaki dodatni materijal paralelan s piezoelektričnom keramikom povećat će opterećenje piezoelektrične keramike, čime će se smanjiti njezina izvedba. Međutim, u većini slučajeva, krutost vanjske odjeće bit će niža od krutosti piezoelektrične keramike, tako da je učinak mali (<5%).

2) Mogu li koristiti ulje za hlađenje piezoelektrične keramike?

Odgovor: Da. Za neke primjene, toplina koju stvara sama piezoelektrična keramika (samozagrijavanje) je značajna i može se ohladiti protokom zraka ili ulja. Rashladno ulje mora biti čisto dielektrično ulje (izolacijsko ulje), jer eventualne nečistoće mogu izazvati elektrokemijske reakcije, koje na kraju dovode do oštećenja i kvara piezoelektrične keramike. Također imajte na umu da za piezoelektričnu keramiku s većim poprečnim presjekom toplinski gradijent između njezine površine i unutrašnjosti može biti velik, tako da održavanje prihvatljive površinske temperature možda neće biti dovoljno.

3) Je li moguće primijeniti zakretni moment na piezoelektričnu keramiku?

Odgovor: Ne preporučuje se primjenjivati ​​zakretni moment na piezoelektričnu keramiku. Kada se primjenjuje sila predzatezanja na piezoelektričnu keramiku kroz maticu, mora se osigurati da se moment predzatezanja ne prenosi na piezoelektričnu keramiku. Smična sila veća od 1 MPa može uzrokovati lom ljepljivog sloja između piezoelektrične keramike.

4) Koliko predopterećenja mogu primijeniti na piezoelektričnu keramiku?

Odgovor: Preporučujemo da piezoelektrična keramika radi pod prednaprezanjem od 0~80MPa. Dizajn sile prednaprezanja mora osigurati da sila prednaprezanja bude unutar tog raspona u svim uvjetima. Normalna vrijednost je 10~20MPa.

5) Mogu li primijeniti negativni tlak na piezoelektrični keramički skup?

Odgovor: Da. Pomak piezoelektrične keramike pod kvazistatikom može se povećati primjenom određenog negativnog tlaka. Međutim, kako bi se izbjegao rizik od depolarizacije piezoelektrične keramike, električno polje treba biti ograničeno, na sobnoj temperaturi i bez opterećenja, negativni tlak ne smije prijeći -0,7kV/mm za N51 i N57 materijale, i -0,25kV/ za N59 materijale mm, N46 materijal je -1,5kV/mm. U slučaju visoke temperature i velikog opterećenja, ove preporučene vrijednosti moraju se smanjiti.

1) Ne mogu izmjeriti vrijednost rezonantne frekvencije u tablici parametara piezoelektrične keramičke ploče za savijanje. Koji je razlog?

Odgovor: Rezonantna frekvencija navedena u parametrima definirana je bez dodatne mase (konzole). U stanju bez ikakvog stezanja, prva rezonantna frekvencija će biti viša, tako da sila stezanja ima utjecaj na rezonantnu frekvenciju. Slično, dodavanje tereta (kao što je leća, itd.) na vrh piezoelektričnog keramičkog komada za savijanje snizit će prvu rezonantnu frekvenciju.

2) Kako se nositi s izloženim unutarnjim elektrodama višeslojne piezoelektrične keramike?

Odgovor: Za višeslojnu piezoelektričnu keramiku, ako su unutarnje elektrode izložene, trebate smanjiti primijenjeni napon Vmax kako biste izbjegli stvaranje luka. Izloženo područje mora biti premazano. Radi sigurnosti, zamijenite novom piezoelektričnom keramikom.

1) U piezoelektričnim škarama se ne spominje izlaz. Kakav je njegov izlaz?

Odgovor: Za dioničkih piezoelektričnih hemisfernih škara, zbog velike krutosti, vrlo je teško izmjeriti njegovu snagu. To je razlog koji nismo spomenuli u tablici parametara. Sila se može procijeniti množenjem slobodnog pomaka i krutosti. Vrijednost krutosti može se dobiti pomoću S55E, a vrijednost S55E je 4,3e-11m^2/N.

2) Mogu li se piezoelektrične keramičke škare koristiti na visokim frekvencijama?

Odgovor: Zbog svoje velike krutosti i visoke frekvencije rezonancije, piezo cilindrična cijev

škare se mogu koristiti za brz rad (brzi odziv). Međutim, stalna uporaba visoke frekvencije može uzrokovati probleme. To je zato što njegova nelinearnost znači veliki gubitak (veći od d33 keramike), pa će sama piezoelektrična keramika generirati toplinu. Obično, rad na 2kHz nekoliko minuta nije problem. Ako su potrebne veće frekvencije ili duže trajanje, primijenjeni radni napon mora se smanjiti, inače će se piezoelektrična keramika polako depolarizirati (gubitak polarizacije).

3) Koje je preporučeno prednaprezanje za piezoelektrične keramičke škare?

Odgovor: Uobičajeni d33 piezoelektrični keramički skup mora biti prethodno zategnut kada se koristi na visokoj frekvenciji, jer će inercijalna sila postati značajna i generirati vlačni stres unutar piezoelektrične keramike. Za piezoelektričnu keramiku tipa smicanja, njezina inercijalna sila je sila smicanja, tako da je učinak aksijalnog predopterećenja ograničen. Ali u nekim slučajevima, kako bi se poboljšala krutost (komprimiranjem sloja ljepila/linije lijepljenja) ili kako bi se izbjeglo savijanje (ako je težište daleko od fiksnog kraja), aksijalno prednaprezanje je vrlo korisno.

4) Koje je maksimalno aksijalno opterećenje koje se može primijeniti na piezoelektrični keramički rezni disk?

Odgovor: Piezoelektrične keramičke škare obično se testiraju pod pritiskom od 3,5 MPa. Piezoelektrična keramika može izdržati veće tlačne sile (>50MPa), ali u stvarnoj uporabi preporučujemo da aksijalno opterećenje piezoelektričnih keramičkih škara ne prelazi 5MPa. To je zato što mali nedostaci na kontaktnoj površini također mogu dovesti do koncentracije naprezanja, čime se uništava piezoelektrična keramika. Ako je potreban visoki tlak, preporučujemo korištenje kontaktne površine veće ravnosti (uključujući kontaktnu površinu između površine piezoelektrične posmične ploče i strukture).

5) Koje je maksimalno smično opterećenje koje se može primijeniti na piezoelektrične keramičke škare?

Odgovor: Ovo piezoelektrični kuglični pretvarač može izdržati vrlo velika opterećenja. Zapravo, sučelje između pzt keramike i podloge određuje maksimalno smično opterećenje.

Ako se gibanje prenosi trenjem, najveće opterećenje ovisit će o tlaku na dodirnoj površini i koeficijentu statičkog trenja. Na primjer, 2MPa tlak × 0,2 koeficijent trenja = 0,4MPa, za 5×5mm smični lim, njegovo maksimalno smično opterećenje je oko 10N. Ako se koristi epoksidno lijepljenje, maksimalno smično opterećenje ovisit će o čvrstoći korištenog epoksida. Općenito, epoksidna smola se može sigurno koristiti pod naprezanjem na smicanje od 5 MPa, a može se koristiti na limu za smicanje 5×5 mm. Njegovo maksimalno smično opterećenje je oko 125N.