Influenza dell'alta e della bassa temperatura sulla ceramica piezoelettrica

Quando i clienti chiedono informazioni sulla temperatura di utilizzo della ceramica piezoelettrica, spesso incontriamo vari problemi. La ceramica piezoelettrica può resistere alle alte temperature? È possibile utilizzare la ceramica ambientale a bassa temperatura? La temperatura ha un grande effetto sulla ceramica piezoelettrica? Oggi parliamo dell'effetto della temperatura sulle ceramiche piezoelettriche.

Le prestazioni di il materiale del trasduttore piezoelettrico dipende dalla temperatura. I cambiamenti di temperatura cambieranno notevolmente le prestazioni della ceramica piezoelettrica. Ad esempio, la capacità e il fattore di perdita aumenteranno con l'aumento della temperatura, mentre una temperatura eccessiva ridurrà le prestazioni e la durata. Pertanto, la temperatura è un fattore molto importante che influenza i risultati sperimentali. Si consiglia agli utenti di considerare il fattore temperatura durante l'esperimento in diversi ambienti applicativi.

Un aumento della temperatura causerà un cambiamento significativo nella costante dielettrica della ceramica piezoelettrica, ovvero la capacità della ceramica piezoelettrica cambierà e la capacità della ceramica piezoelettrica aumenterà di circa il 40% dalla temperatura ambiente a 80 ° C.

1. Intervallo di temperatura di applicazione della ceramica piezoelettrica?
   Ciò dipende dalla temperatura di Curie del materiale ceramico piezoelettrico. La serie PST 150 in ceramica piezoelettrica impilabile che usiamo abitualmente ha una temperatura Curie di 155 ° C. La temperatura consigliata per l'uso sicuro è compresa tra -25 e 80 ° C. Per i materiali hs/ht ceramici piezoelettrici ad alta tensione, la temperatura Curie è 340 ° C. La temperatura consigliata per l'uso sicuro è di circa 175 ° C. La ceramica piezoelettrica a bassa e alta temperatura può resistere a temperature di 200 ° C.

   
   

2. 
   Intervallo di temperatura di conservazione della ceramica piezoelettrica?
   La temperatura di conservazione consigliata è compresa tra -5 e 40 ° C e l'umidità relativa è inferiore al 40%. Selezione del controller di funzionamento dinamico: quando la ceramica piezoelettrica viene azionata dinamicamente, a causa dell'attrito interno durante l'espansione e la contrazione della ceramica piezoelettrica, circa il 5-20% della potenza motrice viene convertita nel calore generato dalla ceramica piezoelettrica. Quando la ceramica piezoelettrica funziona in modo dinamico, viene generato calore e la temperatura aumenta. In questo momento, la capacità elettrostatica della ceramica piezoelettrica aumenterà di conseguenza. Pertanto, quando si sceglie un controller adatto, non è possibile calcolare semplicemente la corrente richiesta in base alla capacità misurata a temperatura ambiente nella tabella dei parametri.

   
   

3. Temperatura di Curie
   La temperatura di Curie della ceramica piezoelettrica è la temperatura della transizione magnetica. Quando la ceramica piezoelettrica raggiunge il punto di temperatura Curie, quanto più la ceramica piezoelettrica sarà vicina alla temperatura Curie della ceramica piezoelettrica, tanto più cambieranno le prestazioni della ceramica piezoelettrica. Pertanto, nel processo di utilizzo della ceramica piezoelettrica, la temperatura deve essere molto inferiore alla temperatura di Curie e non deve essere superiore alla metà della temperatura di Curie. Il punto di temperatura Curie delle ceramiche piezoelettriche di materiali diversi è diverso. Generalmente, il punto di temperatura Curie della ceramica piezoelettrica laminata a bassa tensione è di circa 150-200 ° C e il punto di temperatura della stazione della ceramica piezoelettrica a bassa tensione e ad alta temperatura è di circa 340 ° C. La temperatura interna è di circa 215-340 ° C.

   
   

4. Qual è il coefficiente di dilatazione termica?
   Il coefficiente di espansione lineare assiale della ceramica piezoelettrica co-cotta laminata a bassa temperatura (nell'intervallo tra -40 ~ 120 ° C) è negativo -5 ppm / ° C e il coefficiente di espansione lineare assiale della ceramica piezoelettrica ad alta pressione è + 2 ppm / ° C.

5.La capacità di deformazione piezoelettrica cambia?
La capacità di deformazione e spostamento/tensione di Il trasduttore ceramico piezoelettrico è espresso dal coefficiente d33 nella tabella dei parametri del materiale. Rispetto al funzionamento a temperatura ambiente, quando la temperatura diminuisce, la capacità di deformazione diminuisce di conseguenza. Quando si lavora a temperature estremamente basse, l'effetto piezoelettrico è notevolmente ridotto. L'effetto dell'aumento di temperatura su d33 dipende dalla temperatura di Curie del materiale ceramico piezoelettrico utilizzato. L'efficienza piezoelettrica dei materiali morbidi diminuisce leggermente. Quando la temperatura sale a 80 ° C, quando la tensione di lavoro è 0-150 V, lo spostamento della ceramica piezoelettrica impilata PST 150 / 5x 5/20 è di circa 19 μm. È 20 μm. I materiali ceramici piezoelettrici ad alta temperatura sono principalmente hs / ht. Quando la temperatura sale a 100°C l'efficienza piezoelettrica aumenta di circa il 5%.

6.Che ne dici di utilizzare la ceramica piezoelettrica in ambienti ad alta temperatura?
Molte applicazioni possono funzionare in ambienti ad alta temperatura. Al momento, la ceramica piezoelettrica standard non è più in grado di soddisfare le esigenze degli utenti. È possibile selezionare solo ceramiche piezoelettriche ad alta temperatura con materiali speciali. Il nucleo può fornire ceramiche piezoelettriche per imballaggio meccanico serie NAC 6024 o serie xmt impilate. L'ambiente ad alta temperatura di domani sarà di 200 ℃ e può essere utilizzato in un ambiente di 150 ℃.

7.Richiede un funzionamento altamente dinamico della ceramica piezoelettrica
In alcune applicazioni che richiedono vibrazioni ad alta frequenza, come la lavorazione di precisione e il controllo attivo delle vibrazioni, come controllare l'aumento di temperatura causato dall'attrito interno ad alta frequenza della ceramica piezoelettrica? Il nostro metodo abituale è principalmente il raffreddamento ad aria esterna del futuro o la stabilità termica del nucleo e i dissipatori di calore. La rapida conduzione del calore del dispositivo riduce il rischio di danni alle ceramiche piezoelettriche causati dal riscaldamento ad alta frequenza. La scelta di uno stabilizzatore termico del nucleo domani può più che triplicare la potenza dinamica della ceramica piezoelettrica.

8. La ceramica piezoelettrica può resistere alle basse temperature?
Il nucleo può essere fornito con cristallo a piastra piezoelettrica per le basse temperature di domani di -273 ° C. Tuttavia, ciò che devi sapere è che l'effetto piezoelettrico della ceramica piezoelettrica al di sotto della temperatura ambiente sarà ridotto e la potenza e lo spostamento della ceramica piezoelettrica saranno notevolmente ridotti. A bassa temperatura <260 K, la perdita è di circa 0/K nel liquido. Sotto azoto, lo spostamento delle ceramiche piezoelettriche è pari a circa il 10% della temperatura ambiente.

Il foglio di ceramica piezoelettrica che utilizziamo abitualmente è una ceramica piezoelettrica semibipolare, ovvero la pressione negativa che la ceramica piezoelettrica può sopportare è pari al 20% della tensione positiva massima. A causa della forte resistenza del materiale ceramico alla depolarizzazione in un ambiente a bassa temperatura aumentata, è possibile azionare un bipolare ceramico piezoelettrico in un ambiente a temperatura ultrabassa, ottenendo così un doppio spostamento. Ad esempio, PST 150 riduce la sua capacità di deformazione al 20% della temperatura ambiente a una temperatura bassa di 77k, ma il 40% dello spostamento unipolare a temperatura ambiente può essere ottenuto con il metodo bipolare. Nell'ambiente a temperatura ultrabassa, è necessario scegliere un filo di rame al manganese con una conduttività termica inferiore per mantenere inalterato l'ambiente a bassa temperatura.