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压电陶瓷弯曲片是利用压电陶瓷的逆压电效应,在电场的驱动下产生横向位移的弯曲元件。结构上采用双叠片结构,两层压电陶瓷片同极化方向排列,与中间电极层紧密粘结,在交变电源的驱动下产生相应的振动幅度,应用于微位移驱动装置。


产品结构


该压电弯曲片由两片压电陶瓷片及一片金属片组成,排列顺序为压电陶瓷片、金属片、压电陶瓷片。该压电弯曲片具有非致动区域(无压电效应,不产生位移)与致动区域(具有压电效应,产生位移),非致动区域可用于固定,但请勿固定金属电极部分,以免造成短路或电连接不通。该压电陶瓷弯曲片具有三个电极点。结构如下图所示。


产品结构图

    驱动方式1(直流,双向运动):


    接线方式如上图所示。该驱动方式需要2路恒压(分别为0V和正电压+V)及1路可变电压(范围为0~+V),该+V的电压值必须在参数表中规定的电压范围内,不得超压使用,否则会造成压电陶瓷的损坏。


    举例:MTP60╳20╳0.8压电弯曲片,它的驱动电压上限为150V,为达到它的运动范围上限,控制器的要求为:3通道,其中一个通道为0V(输出0V恒压)、一个通道为+V(输出150V恒压),另一个通道为0/+V(输出0~150V的可变电压),在该电压驱动范围下,可达到形变位移的上限。


    驱动方式2(交流,双向运动):


    接线方式如上图所示。该驱动方式需要1路交流电压+/-V,该系列压电陶瓷弯曲片的交流电压有效值都不得超过50V(对于正弦波电压驱动,峰峰值电压不得超过70V)。不得超压使用,否则会造成压电陶瓷的损坏。


    举例:MTP60╳20╳0.8压电弯曲片,使用交流驱动时,它的驱动电压有效值为50V,正弦驱动时即峰峰值电压为70V,为达到它的运动范围上限,控制器要求为:1通道,电压范围为0~±70V(峰峰值),在该电压驱动范围下,可达到形变位移的上限。


    驱动方式3(直流,单向运动):


    接线方式如上图所示。该驱动方式仅需要1路可变电压,范围为0~+V,该+V的电压值必须在参数表中规定的电压范围内,不得超压使用,否则会造成压电陶瓷的损坏。


    举例:MTP60╳20╳0.8压电弯曲片,它的驱动电压上限为150V,为达到它的单向的运动范围上限,控制器的要求为:1通道,输出0~150V的可变电压,在该电压驱动范围下,可达到单向的形变位移上限。


    技术参数

型号

电压

[DC V]

尺寸
[mm]±10%

致动长度

[mm]

电容/分区

[nF]±20%

单向位移
[mm]±20%

出力

[N]

刚度[N/μm]±20%

MTP60╳200.7

150

 60╳200.7

53

120

2.6

0.50

0.0002

MTP49╳2.30.8

200

49╳2.30.8

38

12

1.5

0.15

0.0001

MTP35╳2.10.7

200

35╳2.10.7

28

10

1.4

0.14

0.0001


产品结构


对于陶瓷组件的清洁,我们建议使用异丙醇(丙醇)或乙醇。 使用前必须彻底干燥组件。

如果需要,组件可以完全浸没在溶剂中,但是对于堆栈,我们建议将暴露限制在几秒钟以避免环氧树脂的减弱。


产品结构


压电陶瓷元件没有特别的存储限制。然而,在施加电压之前确保组件干燥是很重要的,因此建议将它们存放在干燥的环境中或在使用前彻底干燥。热干燥具有很好地适应,例如在110℃下24小时,如果可能的话在低压环境中。


压电陶瓷元件易碎,必须小心处理。

防止组件相互碰撞,保持组件分离。

特别是对于高而窄的堆叠,确保不会引起弯曲。

使用塑料镊子和工具而不是金属镊子。

戴上手套以避免污染。

请勿对预先连接的电线施加过大的力。

当受到力或温度变化时,请注意压电致动器将产生电荷(即电压),因此在使用前必须通过电阻器正确放电。建议在运输和储存期间保持较大的组件短路。


压电陶瓷片引线焊接注意事项


将电线焊接到丝网印刷的银电极上可以实现出色且稳定的连接。但是,有时会出现润湿银表面上的焊锡的问题,因此焊接会很困难。 


这种现象主要是由于大气中的硫酸分子与银表面发生反应,随后在零件表面形成了一层硫化银层。该层的形成和高度受时间、pH、湿度等多种因素的影响。 


为了在任何时候都能避免此类问题,因此可以考虑在焊接前轻轻清洁零件上的外部电极。玻璃刷或钢丝绒对于此操作非常有用。 


我们建议使用250到325℃之间的焊接温度。银可溶于焊锡,如果焊锡时间过长,电极会完全溶解在焊锡中。为了增加可能的焊接时间,我们建议使用银含量为2-4%的焊锡。即使使用这种类型的锡增加了可能的焊接时间,我们仍然建议焊接时间不要超过2-3秒,以尽量减少热传递到压电陶瓷产品,从而避免压电陶瓷材料去极化的风险。 


焊点居中焊接,在保证可靠性的前提下,使焊点尽可能小,两侧焊点大小一致。焊接完成后,可使用热塑管对压电陶瓷及两根陶瓷线进行束缚,避免在上电时拉扯造成焊点脱落。


焊锡材料


焊接材料必须含有Ag。我们推荐以下标准和超高真空应用:

96SC//铜,带多芯助焊剂(助焊剂型Crystal 400)。

 

推荐工艺


电线是预先焊接的。 

使用玻璃刷去除银电极表面的氧化层。 

烙铁温度大约是“285ºC”。 


电极表面预焊接如下: 

•洛铁尖端熔化少量焊接材料。

•烙铁保持在电极表面约1秒钟

•使用更多的焊接材料来形成一个小的圆形焊接点。 

•预焊接的引线放置在圆形焊接点的顶部并焊接在一起。 

•如有必要,应用焊接材料。

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