壓電陶瓷動(dòng)態(tài)操作中需要注意哪些問(wèn)題

這一篇我們繼續(xù)介紹壓電陶瓷動(dòng)態(tài)操作中需要注意的問(wèn)題，以及壓電陶瓷的功率散熱。

機(jī)械方面

高頻率的機(jī)械循環(huán)對(duì)整個(gè)壓電機(jī)械系統(tǒng)的耐久性產(chǎn)生一定的影響（如材料疲勞等）。為增加整個(gè)壓電機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性，我們必須要有一個(gè)與壓電特性匹配的設(shè)計(jì)原則，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中必須遵守這個(gè)原則，否則將導(dǎo)致陶瓷或整個(gè)結(jié)構(gòu)的損壞。

壓電陶瓷使用注意事項(xiàng)

電氣方面

壓電致動(dòng)器動(dòng)態(tài)使用的功率 P，可以用下面公式來(lái)表示：

P≈Upp2 f C

Upp：壓電致動(dòng)器的最大驅(qū)動(dòng)電壓（單位：伏）；

f：壓電致動(dòng)器的工作頻率（單位：赫茲）；

C：壓電致動(dòng)器的電容量（單位：法拉）。

散熱方面

在壓電陶瓷的動(dòng)態(tài)循環(huán)過(guò)程中，由于壓電陶瓷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“內(nèi)耗”將會(huì)產(chǎn)生熱量，也就是電能除了轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以外，還有一部分轉(zhuǎn)化為熱能。這種機(jī)械損失是相當(dāng)復(fù)雜的，但是我們可以知道產(chǎn)生的熱量一定程度上是取決于系統(tǒng)的工作條件。

由于陶瓷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不能移動(dòng)的，陶瓷中不存在“結(jié)構(gòu)性摩擦”，因此陶瓷內(nèi)部的阻礙的損耗是相當(dāng)?shù)偷?。另外在極低的溫度條件下工作時(shí)，損耗幾乎完全消失，此時(shí)壓電陶瓷的鐵電性將導(dǎo)致本身的電容、應(yīng)變和損耗大大的降低。因此能量的損耗和熱效應(yīng)也就不用被考慮了。

陶瓷的溫度是由產(chǎn)生的熱量與散熱控制的平衡。

一般應(yīng)用于精密定位的陶瓷系統(tǒng)是不包括系統(tǒng)散熱的，陶瓷發(fā)熱到一定極限之前可以短期循環(huán)工作，溫度過(guò)高會(huì)使陶瓷的性能和可靠性降低。對(duì)于封裝陶瓷，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間功率操作，可選擇散熱處理，也可以選擇具有更寬操作范圍適合的陶瓷材料。

審核編輯 黃昊宇