Odpowiedzi na niektóre często zadawane pytania dotyczące ceramiki piezoelektrycznej

1)Chcę nałożyć warstwę farby na ceramikę piezoelektryczną, co zmniejszy jej przemieszczenie.

Odpowiedź: Każdy dodatkowy materiał równoległy do ​​ceramiki piezoelektrycznej zwiększy obciążenie ceramiki piezoelektrycznej, zmniejszając w ten sposób jej wydajność. Jednak w większości przypadków sztywność odzieży wierzchniej będzie niższa niż sztywność ceramiki piezoelektrycznej, więc efekt jest niewielki (<5%).

2) Czy mogę używać oleju do chłodzenia ceramiki piezoelektrycznej?

Odpowiedź: Tak. W niektórych zastosowaniach ciepło wytwarzane przez samą ceramikę piezoelektryczną (samonagrzewanie) jest znaczące i może być chłodzone przepływem powietrza lub olejem. Olejem chłodzącym musi być czysty olej dielektryczny (olej izolacyjny), ponieważ wszelkie zanieczyszczenia mogą powodować reakcje elektrochemiczne, które ostatecznie prowadzą do uszkodzenia i awarii ceramiki piezoelektrycznej. Należy również pamiętać, że w przypadku ceramiki piezoelektrycznej o większym przekroju gradient termiczny pomiędzy jej powierzchnią a wnętrzem może być duży, dlatego utrzymanie akceptowalnej temperatury powierzchni może nie być wystarczające.

3) Czy możliwe jest przyłożenie momentu obrotowego do ceramiki piezoelektrycznej?

Odpowiedź: Nie zaleca się przykładania momentu obrotowego do ceramiki piezoelektrycznej. Podczas przykładania siły wstępnego dokręcania do ceramiki piezoelektrycznej poprzez nakrętkę, należy upewnić się, że moment wstępnego dokręcania nie jest przenoszony na ceramikę piezoelektryczną. Siła ścinająca większa niż 1 MPa może spowodować pęknięcie warstwy kleju pomiędzy ceramiką piezoelektryczną.

4) Jakie napięcie wstępne mogę zastosować do ceramiki piezoelektrycznej?

Odpowiedź: Zalecamy, aby ceramika piezoelektryczna pracowała pod napięciem wstępnym 0 ~ 80 MPa. Konstrukcja siły napięcia wstępnego musi zapewniać, że siła napięcia wstępnego mieści się w tym zakresie w każdych warunkach. Normalna wartość wynosi 10 ~ 20 MPa.

5) Czy mogę zastosować podciśnienie do piezoelektrycznego komina ceramicznego?

Odpowiedź: Tak. Przemieszczenie ceramiki piezoelektrycznej w warunkach kwazistatycznych można zwiększyć poprzez zastosowanie pewnego podciśnienia. Aby jednak uniknąć ryzyka depolaryzacji ceramiki piezoelektrycznej, pole elektryczne powinno być ograniczone, w temperaturze pokojowej i bez obciążenia podciśnienie nie może przekraczać -0,7 kV/mm dla materiałów N51 i N57 oraz -0,25 kV/ dla materiałów N59 mm, dla materiału N46 wynosi -1,5 kV/mm. W przypadku wysokiej temperatury i dużego obciążenia zalecane wartości należy zmniejszyć.

1) Nie mogę zmierzyć wartości częstotliwości rezonansowej w tabeli parametrów piezoelektrycznej blachy ceramicznej do gięcia. Jaki jest powód?

Odpowiedź: Częstotliwość rezonansowa podana w parametrach jest zdefiniowana bez dodatkowej masy (wspornika). W stanie bez zaciskania pierwsza częstotliwość rezonansowa będzie większa, zatem siła docisku ma wpływ na częstotliwość rezonansową. Podobnie dodanie obciążenia (takiego jak soczewka itp.) do górnej części piezoelektrycznego ceramicznego elementu zginanego obniży pierwszą częstotliwość rezonansową.

2) Jak postępować z odsłoniętymi elektrodami wewnętrznymi wielowarstwowej ceramiki piezoelektrycznej?

Odpowiedź: W przypadku wielowarstwowej ceramiki piezoelektrycznej, jeśli elektrody wewnętrzne są odsłonięte, należy zmniejszyć przyłożone napięcie Vmax, aby uniknąć wyładowania łukowego. Odsłonięty obszar należy pokryć. Ze względów bezpieczeństwa należy wymienić ceramikę piezoelektryczną na nową.

1) W przypadku nożyc piezoelektrycznych nie ma wzmianki o mocy wyjściowej. Jaka jest jego moc wyjściowa?

Odpowiadać za standardowe nożyce półkulowe piezoelektryczne , ze względu na dużą sztywność, bardzo trudno jest zmierzyć ich moc wyjściową. Z tego powodu nie wspomnieliśmy o tym w tabeli parametrów. Siłę można oszacować, mnożąc swobodne przemieszczenie i sztywność. Wartość sztywności można uzyskać za pomocą S55E, a wartość S55E wynosi 4,3e-11m^2/N.

2) Czy piezoelektryczne nożyce ceramiczne mogą być używane przy wysokich częstotliwościach?

Odpowiedź: Ze względu na dużą sztywność i wysoką częstotliwość rezonansową, rura cylindra piezoelektrycznego

nożyce można stosować do szybkiej pracy (szybka reakcja). Jednakże ciągłe używanie wysokiej częstotliwości może powodować problemy. Dzieje się tak, ponieważ jego nieliniowość oznacza duże straty (wyższe niż w przypadku ceramiki d33), więc sama ceramika piezoelektryczna będzie generować ciepło. Zwykle praca przy 2 kHz przez kilka minut nie stanowi problemu. Jeśli wymagane są wyższe częstotliwości lub dłuższe czasy trwania, przyłożone napięcie robocze musi zostać zmniejszone, w przeciwnym razie ceramika piezoelektryczna będzie powoli depolaryzować (utrata polaryzacji).

3) Jakie jest zalecane napięcie wstępne piezoelektrycznych nożyc ceramicznych?

Odpowiedź: Zwykły stos ceramiczny piezoelektryczny d33 musi być wstępnie naprężony, gdy jest używany z dużą częstotliwością, ponieważ siła bezwładności stanie się znacząca i wytworzy naprężenia rozciągające wewnątrz ceramiki piezoelektrycznej. W przypadku ceramiki piezoelektrycznej typu ścinającego jej siła bezwładności jest siłą ścinającą, więc wpływ osiowego napięcia wstępnego jest ograniczony. Jednak w niektórych przypadkach, aby poprawić sztywność (poprzez dociśnięcie warstwy kleju/linii klejenia) lub uniknąć zginania (jeśli środek ciężkości znajduje się daleko od stałego końca), osiowe napięcie wstępne jest bardzo korzystne.

4) Jakie jest maksymalne obciążenie osiowe, jakie można zastosować na piezoelektrycznej ceramicznej tarczy tnącej?

Odpowiedź: Piezoelektryczne nożyce ceramiczne są zwykle testowane pod ciśnieniem 3,5 MPa. Ceramika piezoelektryczna wytrzymuje większe siły ściskające (>50 MPa), ale w rzeczywistym użyciu zalecamy, aby obciążenie osiowe piezoelektrycznych nożyc ceramicznych nie przekraczało 5 MPa. Dzieje się tak, ponieważ małe defekty na powierzchni styku mogą również prowadzić do koncentracji naprężeń, niszcząc w ten sposób ceramikę piezoelektryczną. Jeżeli wymagany jest wysoki docisk, zalecamy zastosowanie powierzchni styku o większej płaskości (w tym powierzchni styku pomiędzy powierzchnią piezoelektrycznej płyty ścinanej a konstrukcją).

5) Jakie jest maksymalne obciążenie ścinające, które można zastosować do piezoelektrycznych nożyc ceramicznych?

Odpowiedź: to Przetwornik kulowy piezoelektryczny wytrzymuje bardzo duże obciążenia. W rzeczywistości granica między ceramiką pzt a podłożem określa maksymalne obciążenie ścinające.

Jeżeli ruch przenoszony jest przez tarcie, maksymalne obciążenie będzie zależeć od ciśnienia na powierzchni styku i współczynnika tarcia statycznego. Na przykład ciśnienie 2 MPa × współczynnik tarcia 0,2 = 0,4 MPa dla blachy o wymiarach 5 × 5 mm maksymalne obciążenie ścinające wynosi około 10 N. Jeśli stosowane jest wiązanie epoksydowe, maksymalne obciążenie ścinające będzie zależeć od wytrzymałości użytej żywicy epoksydowej. Generalnie żywicę epoksydową można bezpiecznie stosować przy naprężeniu ścinającym wynoszącym 5 MPa i można ją stosować na arkuszu ścinającym o wymiarach 5×5 mm. Jego maksymalne obciążenie ścinające wynosi około 125N.