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): | |
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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。
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驱动方式2(交流,双向运动): | |
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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。
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驱动方式3(直流,单向运动): | |
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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。
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技术参数 | |||||||
型号 |
电压 [DC V] |
尺寸 |
致动长度 [mm] |
电容/分区 [nF]±20% |
单向位移 |
出力 [N] |
刚度[N/μm]±20% |
MTP60╳20╳0.7 |
150 |
60╳20╳0.7 |
53 |
约120 |
≥2.6 |
≥0.50 |
0.0002 |
MTP49╳2.3╳0.8 |
200 |
49╳2.3╳0.8 |
38 |
约12 |
≥1.5 |
≥0.15 |
0.0001 |
MTP35╳2.1╳0.7 |
200 |
35╳2.1╳0.7 |
28 |
约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锡/银/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。