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壓電陶瓷是可以將電能轉(zhuǎn)換成位移的功能性材料。

>> 正壓電效應(yīng)

對壓電材料施加外力會使壓電材料表面產(chǎn)生正電荷和負電荷，即外力引起的形變轉(zhuǎn)換成電能。如果電極連接到相對的表面，則電荷將產(chǎn)生電壓U。對壓電材料施加力F，壓電材料的體積將近似恒定。

dij ：壓電材料的參數(shù)（取決于方向）

C ：電容

芯明天公司提供的壓電陶瓷疊堆的材料即是PZT壓電材料，對其整個上表面施加可承受范圍內(nèi)的力時，它會在正負極間產(chǎn)生電壓。將壓電陶瓷疊堆短接，釋放內(nèi)部存儲的電荷；再將其正負極與電壓表進行連接，陶瓷兩極間電壓約為0V；再用手指輕按陶瓷上端面，在兩極間會產(chǎn)生電壓，此實驗中所用芯明天壓電疊堆陶瓷的型號為PSt150/5×5/20L。

壓電疊堆陶瓷的正壓電效應(yīng)可用做傳感器。

居里兄弟于1880年在對電氣石晶體測試過程發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)。

>> 逆壓電效應(yīng)

對壓電材料施加電壓，可使其尺寸發(fā)生改變，從而產(chǎn)生微納米運動，即電能轉(zhuǎn)換成位移。

李普曼預(yù)言了逆壓電效應(yīng)的存在，居里兄弟個通過實驗證明了逆壓電效應(yīng)存在。

壓電陶瓷促動器的材料是PZT（鋯鈦酸鉛）。對于電致伸縮效應(yīng)，使用的材料是PMN（鈮鎂酸鉛）。

存在大量不同的PZT材料用作壓電陶瓷促動器。它們具有不同的特性，如不同的居里溫度、電荷常數(shù)、彈性順應(yīng)性等，且它們的應(yīng)用領(lǐng)域也不同。這些特性為壓電促動器開辟了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如模態(tài)分析、材料測試中大出力的產(chǎn)生等動態(tài)應(yīng)用，以及定位應(yīng)用等。

在談及壓電促動器時，經(jīng)常使用的短語“壓電效應(yīng)”， 嚴格來說，促動器使用的是壓電材料的“逆壓電效應(yīng)”。
壓電疊堆陶瓷作為促動器，可應(yīng)用于定位操作，也可用于高頻操作，且必須在壓電陶瓷驅(qū)動電源的驅(qū)動下才能產(chǎn)生微納米的促動運動。

對于定位或半靜態(tài)使用，所需的電流非常小。由于壓電陶瓷的高阻抗，不需要很大電流來維持一個位置。對于動態(tài)應(yīng)用，就需要較大的電流，并且要考慮負載情況及壓電疊堆陶瓷的電容。

芯明天壓電陶瓷促動器

使用芯明天壓電陶瓷驅(qū)動電源驅(qū)動壓電疊堆陶瓷，步進分辨率可達幾納米，頻率高達幾十兆赫茲。

>> 壓電疊堆陶瓷促動器應(yīng)用舉例

壓電式噴射點膠閥

壓電式噴射點膠閥是非接觸式噴射點膠閥，壓電陶瓷作為壓電噴射點膠閥的關(guān)鍵部件，通過其差分微運動，控制噴射閥門的開與關(guān)。采用的是芯明天E52壓電微點膠閥控制器及DJF系列壓電疊堆陶瓷。

優(yōu)異的點膠精度和工藝控制。非接觸式的點膠方式，消除Z軸移動從而實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率而且避免針頭碰撞工件進而提高了良品率。芯明天配套控制可驅(qū)動10 μF負載達50μs的階躍時間。

廣泛應(yīng)用于貼裝膠、導(dǎo)電銀漿、IC封裝膠、底部填充膠、密封膠、表面涂敷膠等各類膠粘劑的可控流量、高速點膠作業(yè)。

可調(diào)諧光纖激光器

當(dāng)激光器被鎖定在特定波長后，為了避免強烈的關(guān)門振動和激光器平臺上的敲擊振動等使其脫離鎖定的波長，需要采用防震設(shè)計，而其原理是基于PZT疊堆壓電陶瓷，利用壓電疊堆陶瓷的體積小、超快速響應(yīng)及微納米運動精度等特點。