Відповіді на деякі типові запитання про п’єзоелектричну кераміку

1) Я хочу нанести шар фарби на свою п’єзоелектричну кераміку, це зменшить її зсув.

Відповідь: Будь-який додатковий матеріал, паралельний п’єзокераміці, збільшить навантаження на п’єзокераміку, тим самим знизивши її продуктивність. Однак у більшості випадків жорсткість верхнього одягу буде нижчою, ніж жорсткість п’єзоелектричної кераміки, тому ефект невеликий (<5%).

2) Чи можна використовувати масло для охолодження п’єзоелектричної кераміки?

Відповідь: Так. Для деяких застосувань тепло, що виділяється самою п’єзоелектричною керамікою (самонагрівання), є значним і може охолоджуватися потоком повітря або масла. Охолоджувальне масло має бути чистим діелектричним маслом (ізоляційним маслом), тому що будь-які домішки можуть викликати електрохімічні реакції, які в кінцевому підсумку призводять до пошкодження та виходу з ладу п'єзоелектричної кераміки. Також зауважте, що для п’єзоелектричної кераміки з більшим поперечним перерізом температурний градієнт між її поверхнею та внутрішньою частиною може бути великим, тому підтримувати прийнятну температуру поверхні може бути недостатньо.

3) Чи можна прикладати крутний момент до п’єзокераміки?

Відповідь: Не рекомендується прикладати крутний момент до п'єзокераміки. При застосуванні сили попереднього затягування до п’єзокераміки через гайку необхідно переконатися, що крутний момент попереднього затягування не передається на п’єзокераміку. Сила зсуву, що перевищує 1 МПа, може спричинити розрив клейового шару між п’єзоелектричною керамікою.

4) Яку величину попереднього навантаження я можу застосувати до п’єзоелектричної кераміки?

Відповідь: Ми рекомендуємо, щоб п’єзоелектрична кераміка працювала під попереднім навантаженням 0~80 МПа. Конструкція сили попереднього натягу повинна забезпечувати, щоб сила попереднього натягу була в межах цього діапазону за будь-яких умов. Нормальне значення становить 10~20 МПа.

5) Чи можу я застосувати негативний тиск до п’єзоелектричної кераміки?

Відповідь: Так. Зсув п'єзоелектричної кераміки під квазістатичним режимом можна збільшити шляхом застосування певного негативного тиску. Однак, щоб уникнути ризику деполяризації п’єзоелектричної кераміки, електричне поле має бути обмежене, при кімнатній температурі та без навантаження негативний тиск не повинен перевищувати -0,7 кВ/мм для матеріалів N51 і N57 і -0,25 кВ/ для матеріалів N59 мм, матеріал N46 становить -1,5 кВ/мм. У разі високої температури та високого навантаження ці рекомендовані значення необхідно зменшити.

1) Я не можу виміряти значення резонансної частоти в таблиці параметрів п’єзоелектричного керамічного листа для згинання. В чому причина?

Відповідь: резонансна частота, зазначена в параметрах, визначається без додаткової маси (кантилевера). У стані без будь-якого затиску перша резонансна частота буде вищою, тому сила затиску впливає на резонансну частоту. Подібним чином додавання навантаження (наприклад, лінзи тощо) до верхньої частини п’єзоелектричної керамічної деталі для згинання знизить першу резонансну частоту.

2) Як поводитися з відкритими внутрішніми електродами багатошарової п’єзоелектричної кераміки?

Відповідь: для багатошарової п’єзоелектричної кераміки, якщо внутрішні електроди оголені, вам потрібно зменшити прикладену напругу Vmax, щоб уникнути виникнення дуги. Відкриту ділянку необхідно покрити. З міркувань безпеки замініть на нову п’єзоелектричну кераміку.

1) У п’єзоелектричних ножицях вихід не згадується. Який його вихід?

Відповідь: За стандартні п'єзоелектричні напівсферичні ножиці, через їх високу жорсткість дуже важко виміряти його продуктивність. Це причина, яку ми не згадали в таблиці параметрів. Силу можна оцінити, помноживши вільне переміщення на жорсткість. Значення жорсткості можна отримати за допомогою S55E, а значення S55E становить 4,3e-11m^2/N.

2) Чи можна використовувати п’єзоелектричні керамічні ножиці на високих частотах?

Відповідь: завдяки своїй високій жорсткості та високій резонансній частоті, п'єзоциліндрична труба

ножиці можна використовувати для швидкої роботи (швидка реакція). Однак безперервне використання високих частот може спричинити проблеми. Це пояснюється тим, що його нелінійність означає високі втрати (вищі, ніж у кераміки d33), тому п’єзоелектрична кераміка сама буде генерувати тепло. Зазвичай робота на частоті 2 кГц протягом кількох хвилин не є проблемою. Якщо потрібні вищі частоти або більша тривалість, прикладену робочу напругу необхідно зменшити, інакше п’єзоелектрична кераміка повільно деполяризується (втрата поляризації).

3) Яке рекомендоване попереднє натягування для п’єзоелектричних керамічних ножиць?

Відповідь: звичайний п’єзоелектричний керамічний пакет d33 потрібно попередньо натягнути, коли він використовується на високій частоті, тому що сила інерції стане значною та створить напругу розтягування всередині п’єзоелектричної кераміки. Для п’єзоелектричної кераміки зсувного типу її інерційна сила є зсувною силою, тому вплив осьового попереднього натягу обмежений. Але в деяких випадках, щоб підвищити жорсткість (шляхом стиснення шару клею/лінії склеювання) або уникнути вигину (якщо центр ваги знаходиться далеко від фіксованого кінця), осьове попереднє натяг є дуже корисним.

4) Яке максимальне осьове навантаження, яке можна застосувати до п’єзоелектричного керамічного ріжучого диска?

Відповідь: П'єзоелектричні керамічні ножиці зазвичай випробовуються під тиском 3,5 МПа. П’єзоелектрична кераміка може витримувати більші сили стиску (>50 МПа), але при фактичному використанні ми рекомендуємо, щоб осьове навантаження п’єзоелектричних керамічних ножиць не перевищувало 5 МПа. Це пояснюється тим, що невеликі дефекти на контактній поверхні також можуть призвести до концентрації напруги, тим самим руйнуючи п’єзоелектричну кераміку. Якщо потрібен високий тиск, ми рекомендуємо використовувати поверхню контакту з більшою площинністю (включаючи поверхню контакту між поверхнею п’єзоелектричної пластини зсуву та конструкцією).

5) Яке максимальне навантаження на зсув, яке можна застосувати до п’єзоелектричних керамічних ножів?

Відповідь: Це П'єзоелектричний кульовий перетворювач може витримувати дуже високі навантаження. Фактично межа розділу між керамікою pzt і підкладкою визначає максимальне навантаження на зсув.

Якщо рух передається тертям, максимальне навантаження залежатиме від тиску на контактній поверхні та коефіцієнта статичного тертя. Наприклад, тиск 2 МПа × 0,2 коефіцієнт тертя = 0,4 МПа, для листа 5 × 5 мм його максимальне навантаження на зсув становить близько 10 Н. Якщо використовується епоксидне склеювання, максимальне навантаження на зсув залежатиме від міцності епоксидної смоли. Як правило, епоксидну смолу можна безпечно використовувати при напрузі зсуву 5 МПа, і її можна використовувати на листі 5×5 мм. Його максимальне навантаження на зсув становить близько 125 Н.