Risposte ad alcune domande comuni sulla ceramica piezoelettrica

1)Voglio applicare uno strato di vernice sulla mia ceramica piezoelettrica, questo ne ridurrà lo spostamento.

Risposta: Qualsiasi materiale aggiuntivo parallelo alla ceramica piezoelettrica aumenterà il carico della ceramica piezoelettrica, riducendone così le prestazioni. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, la rigidità dell’indumento esterno sarà inferiore alla rigidità della ceramica piezoelettrica, quindi l’effetto è piccolo (<5%).

2) Posso usare l'olio per raffreddare le ceramiche piezoelettriche?

Risposta: sì. Per alcune applicazioni, il calore generato dalla ceramica piezoelettrica stessa (autoriscaldamento) è significativo e può essere raffreddato dal flusso d'aria o dal flusso d'olio. L'olio di raffreddamento deve essere olio dielettrico pulito (olio isolante), poiché eventuali impurità possono causare reazioni elettrochimiche, che col tempo portano al danneggiamento e al guasto della ceramica piezoelettrica. Si noti inoltre che per una ceramica piezoelettrica con una sezione trasversale maggiore, il gradiente termico tra la sua superficie e l'interno potrebbe essere ampio, quindi mantenere una temperatura superficiale accettabile potrebbe non essere sufficiente.

3) È possibile applicare una coppia alla ceramica piezoelettrica?

Risposta: Non è consigliabile applicare una coppia alla ceramica piezoelettrica. Quando si applica una forza di pre-serraggio alla ceramica piezoelettrica attraverso il dado, è necessario assicurarsi che la coppia di pre-serraggio non venga trasmessa alla ceramica piezoelettrica. Una forza di taglio superiore a 1 MPa può causare la rottura dello strato adesivo tra le ceramiche piezoelettriche.

4) Quanto precarico posso applicare alla ceramica piezoelettrica?

Risposta: Raccomandiamo che la ceramica piezoelettrica funzioni con un precarico di 0~80MPa. La progettazione della forza di precarico deve garantire che la forza di precarico rientri in questo intervallo in qualsiasi condizione. Il valore normale è 10~20MPa.

5) Posso applicare una pressione negativa allo stack ceramico piezoelettrico?

Risposta: sì. Lo spostamento della ceramica piezoelettrica in condizioni quasi statiche può essere aumentato applicando una certa pressione negativa. Tuttavia, per evitare il rischio di depolarizzazione della ceramica piezoelettrica, il campo elettrico deve essere limitato, a temperatura ambiente e senza carico, la pressione negativa non deve superare -0,7 kV/mm per i materiali N51 e N57 e -0,25 kV/ per i materiali N59 mm, il materiale N46 è -1,5 kV/mm. In caso di temperatura elevata e carico elevato, questi valori consigliati devono essere ridotti.

1) Non riesco a misurare il valore della frequenza di risonanza nella tabella dei parametri della lamiera piegabile in ceramica piezoelettrica. Qual è il motivo?

Risposta: La frequenza di risonanza elencata nei parametri è definita senza massa aggiuntiva (cantilever). Nello stato senza bloccaggio, la prima frequenza di risonanza sarà più alta, quindi la forza di bloccaggio ha un effetto sulla frequenza di risonanza. Allo stesso modo, aggiungendo un carico (come una lente, ecc.) alla parte superiore del pezzo di piegatura in ceramica piezoelettrica si abbasserà la prima frequenza di risonanza.

2) Come comportarsi con gli elettrodi interni della ceramica piezoelettrica multistrato esposti?

Risposta: Per la ceramica piezoelettrica multistrato, se gli elettrodi interni sono esposti, è necessario ridurre la tensione applicata Vmax per evitare la formazione di archi. L'area esposta deve essere rivestita. Per motivi di sicurezza, sostituire con nuove ceramiche piezoelettriche.

1) Nelle cesoie piezoelettriche non è menzionata alcuna potenza. Qual è il suo rendimento?

Risposta: per cesoie emisferiche piezoelettriche di serie , a causa della sua elevata rigidità, è molto difficile misurarne la produzione. Questo è il motivo per cui non l'abbiamo menzionato nella tabella dei parametri. La forza può essere stimata moltiplicando lo spostamento libero e la rigidezza. Il valore di rigidità può essere ottenuto da S55E e il valore di S55E è 4,3e-11m^2/N.

2) Le cesoie ceramiche piezoelettriche possono essere utilizzate ad alte frequenze?

Risposta: A causa della sua elevata rigidità e dell'elevata frequenza di risonanza, tubo del cilindro piezoelettrico

le cesoie possono essere utilizzate per un funzionamento rapido (risposta rapida). Tuttavia, l'uso continuo ad alta frequenza può causare problemi. Questo perché la sua non linearità significa perdite elevate (superiori alla ceramica d33), quindi la ceramica piezoelettrica stessa genererà calore. Solitamente lavorare a 2kHz per qualche minuto non è un problema. Se sono necessarie frequenze più elevate o durate più lunghe, la tensione operativa applicata deve essere ridotta, altrimenti la ceramica piezoelettrica si depolarizzerà lentamente (perdita di polarizzazione).

3) Qual è il precarico consigliato per le cesoie per ceramica piezoelettriche?

Risposta: Il solito stack ceramico piezoelettrico d33 deve essere pretensionato quando viene utilizzato ad alta frequenza, poiché la forza inerziale diventerà significativa e genererà stress di trazione all'interno della ceramica piezoelettrica. Per la ceramica piezoelettrica di tipo taglio, la sua forza inerziale è una forza di taglio, quindi l'effetto del precarico assiale è limitato. Ma in alcuni casi, per migliorare la rigidità (comprimendo lo strato di colla/linea di incollaggio) o per evitare la flessione (se il baricentro è lontano dall'estremità fissa), il precarico assiale è molto vantaggioso.

4)Qual è il carico assiale massimo che può essere applicato sul disco di taglio ceramico piezoelettrico?

Risposta: Le cesoie ceramiche piezoelettriche vengono solitamente testate a una pressione di 3,5 MPa. La ceramica piezoelettrica può sopportare forze di compressione più elevate (>50 MPa), ma nell'uso reale si consiglia che il carico assiale delle cesoie per ceramica piezoelettriche non superi 5 MPa. Questo perché anche piccoli difetti sulla superficie di contatto possono portare alla concentrazione dello stress, distruggendo così la ceramica piezoelettrica. Se è necessaria una pressione elevata, si consiglia di utilizzare una superficie di contatto con maggiore planarità (inclusa la superficie di contatto tra la superficie della piastra di taglio piezoelettrica e la struttura).

5)Qual è il carico di taglio massimo che può essere applicato alla cesoia ceramica piezoelettrica?

Risposta: questo il trasduttore piezoelettrico a sfera può sopportare carichi molto elevati. Infatti, l'interfaccia tra la ceramica pzt e il substrato determina il massimo carico di taglio.

Se il movimento è trasmesso per attrito, il carico massimo dipenderà dalla pressione sulla superficie di contatto e dal coefficiente di attrito statico. Ad esempio, pressione 2MPa × coefficiente di attrito 0,2 = 0,4MPa, per una lamiera di taglio 5×5 mm, il suo carico di taglio massimo è di circa 10 N. Se si utilizza un incollaggio epossidico, il carico di taglio massimo dipenderà dalla resistenza della resina epossidica utilizzata. In generale, la resina epossidica può essere utilizzata in sicurezza sotto una sollecitazione di taglio di 5 MPa e può essere utilizzata su una lamiera di taglio 5×5 mm. Il suo carico di taglio massimo è di circa 125 N.