關于壓電陶瓷一些常見問題的解答

1）我想在我的壓電陶瓷上涂一層涂料，這會減少它的位移嗎？

答：任何與壓電陶瓷平行的附加材料都會使得壓電陶瓷的負載增加，從而降低它的性能。然而，在大多數(shù)情況下，與壓電陶瓷的剛度相比，外衣的剛度會較低，所以影響是較小的（<5%）。

2）我可以使用油對壓電陶瓷進行冷卻嗎？

答：可以。對于一些應用，壓電陶瓷本身產生的熱量（自發(fā)熱）是顯著的，可以通過空氣流或油流進行冷卻的目的。冷卻油必須是清潔的電介質油（絕緣油），因為任何雜質都可能會引起電化學反應，最終導致壓電陶瓷的損壞、失效。另外注意，對于橫截面較大的壓電陶瓷，它的表面與內部的熱梯度可能很大，因此保持可接受的表面溫度可能不夠。

3）可以對壓電陶瓷施加扭力嗎？

答：不建議對壓電陶瓷施加扭力。通過螺母對壓電陶瓷施加預緊力時，必須確保預緊的擰緊扭力不會傳遞到壓電陶瓷上。大于1MPa的剪切力，可能會導致壓電陶瓷間膠層的斷裂。

4）我可以在壓電陶瓷上施加多大的預緊力？

答：我們建議壓電陶瓷工作在0~80MPa的預緊力下。預緊力的設計必須確保在任何條件下，預載力都在這個范圍。通常值為10~20MPa。

5）我可以對壓電陶瓷疊堆施加負壓嗎？

答：可以。可以通過施加一定的負壓來增加壓電陶瓷在準靜態(tài)下的位移。然而，為了避免壓電陶瓷被退極化的風險，電場應受到限制：在室溫、無負載下，對于N51和N57材料，負壓不得超過-0.7kV/mm，對于N59材料為-0.25kV/mm，N46材料為-1.5kV/mm。而在高溫和高負載情況下，這些建議值必須減小。

1）我不能測量到壓電陶瓷彎曲片參數(shù)表中的諧振頻率值，原因是什么？

答：參數(shù)中所列的諧振頻率是在無附加質量（懸臂）狀態(tài)下定義的。在無任何夾持的狀態(tài)下，第一諧振頻率將是更高的，所以夾持力對諧振頻率有影響。類似地，在壓電陶瓷彎曲片的頂端加上一個負載（如鏡片等）將會降低第一諧振頻率。

2）多層壓電陶瓷的內部電極暴露在外，如何處理？

答：對于多層壓電陶瓷，如果內部電極暴露在外，則需要降低外加電壓Vmax以避免產生電弧。必須對暴露區(qū)域進行涂層。安全起見，請更換新的壓電陶瓷。

1）在壓電剪切片中未提到出力。它的出力是多少？

答：對于壓電陶瓷剪切片，由于它的高剛度，測量它的出力難度很大。這是我們未在參數(shù)表中提的原因?？梢酝ㄟ^自由位移與剛度相乘來估算出力，剛度值可通過S55E獲得，S55E的值為4.3e-11m^2/N。

2）壓電陶瓷剪切片可以高頻使用嗎？

答：因其高剛度及高諧振頻率，壓電陶瓷剪切片可用于快速操作（快速響應）。然而，連續(xù)高頻使用可能會產生問題。這是因為它的非線性意味著高損耗（比d33陶瓷更高），所以壓電陶瓷本身會發(fā)熱。通常，在2kHz下工作幾分鐘不是問題。如果需要更高的頻率或更長的持續(xù)時間，則必須降低施加的工作電壓，否則壓電陶瓷將緩慢地退極化（失去極化）。

3）對于壓電陶瓷剪切片，推薦的預緊力是多少？

答：通常的d33壓電陶瓷疊堆，在高頻使用時需要預加預緊力，因為慣性力會變得顯著，在壓電陶瓷內部產生拉伸應力。對于剪切型壓電陶瓷，它的慣性力是一個剪切的力，所以軸向預緊力產生的影響是有限的。但在某些情況下，為了改善剛度（通過壓縮膠層/膠合線）或為了避免彎曲（如果重心遠離于固定端），軸向預緊力是非常有益的。

4）壓電陶瓷剪切片上可施加的最大軸向負載是多大？

答：壓電陶瓷剪切片通常是在3.5MPa的壓力下進行測試的。壓電陶瓷可以承受更高的壓縮力（>50MPa），但在實際使用中，我們建議壓電陶瓷剪切片的軸向負載不超過5MPa。這是因為在接觸面上很小的缺陷也會導致應力的集中，從而破壞壓電陶瓷。如果要求高壓力，我們推薦使用較高平面度的接觸面（包括壓電剪切片表面與結構上的接觸面）。

5）可施加在壓電陶瓷剪切片上的最大剪切負載是多少？

答：這種陶瓷能承受很高的負載。實際上，陶瓷和基底之間的接口面決定了最大剪切負載。

如果運動是通過摩擦傳遞的，則最大負載將取決于接觸面處的壓力和靜摩擦系數(shù)。例如，2MPa壓力×0.2摩擦系數(shù)=0.4MPa，對于5×5mm的剪切片，它的最大剪切負載約10N。如果使用環(huán)氧樹脂粘合固定，最大剪切負載將取決于所用環(huán)氧樹脂的強度。通常，環(huán)氧樹脂可在5MPa的剪切應力下安全使用，在5×5mm的剪切片上使用，它的最大剪切負載約125N。

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