应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大机构的设计和性能分析

应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大

机构的设计和性能分析

*

刘登云,杨志刚,吴丽萍,程光明

(吉林大学机械与工程学院,吉林长春 130025)

摘要:研制了一种应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大机构,通过有限元方法分析了一些主要机构参数对柔性铰链放大机构输出位移的影响,并对其参数进行了优化设计。在此基础上加工制造了样机,并通过试验验证了其良好的位移放大性能和动态响应特性。

关键词:压电叠堆;柔性铰链;放大机构

中图分类号:T H 123 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2007)04-0068-03

近年来,压电驱动机构的研究倍受重视,利用压电效应的各式机构不断被提出。压电泵是一种利用压电效应驱动的新型泵。作为微流动系统的核心部件,压电泵具有体积小、结构简单、无电磁干扰、易于操作等优点,在化学分析、医疗器械、小型部件清洗、粘接剂喷涂以及汽车发动机燃料供给等方面均可应用。

根据驱动元件不同,压电泵可分为压电叠堆驱动的压电泵(压电叠堆泵)和压电片驱动的压电泵两种。压电叠堆泵较压电片驱动的压电泵具有明显的优势,输出压力大,可实现精密流量控制。但由于压电叠堆输出位移小,所采用的日本N EC 公司A E0505D16型压电叠堆在电压100V 时输出位移为11 m 。所以设计、研制了基于椭圆形放大原理的柔性铰链放大机构,并对其性能进行了分析。

1 柔性铰链放大机构的结构设计

在微位移放大机构中,常用杠杆式放大原理对压电叠堆的输出位移进行放大,但杠杆式放大机构通常尺寸较大。该研究

采用了椭圆形放大原理的柔性铰链放大机构,其原理如图1所示,这是一个运用压电致动器缩短(或伸长)变形拉(或推)动放大机构。放大机构一端固定一端自由,压电致动器置于放大机构内部,运用弯曲铰链与放大机构连接,当压电致动器伸长 时,放大机构自由端会产生1%的变形

。

图1 椭圆形放大原理示意图

运用这种方式的放大倍率若在2~5范围内时,此放大机构仍然具有良好的机械效应,机构的放大位移可按下面公式计

算:

= /tan

(1)

压电叠堆泵要求的位移约为50 m ,而采用的压电叠堆在最大工作电压150V 时输出位移为16 m 。因此,在考虑加工工艺和安装方便的情况下,设计出如图2

所示的机构。

图2 柔性铰链放大机构示意图

利用商用有限元软件A NSY S 对柔性铰链进行有限元分析。设置柔性铰链放大机构的模型参数如下:柔性铰链的中心厚度t =0.5mm ,铰链厚度T =6mm ,角度 =8 ,半径R =1mm 。分别通过改变模型中心厚度t 、角度 及半径R 等参数,计算出各参数变化对输出位移的影响

。

图3 中心厚度t 对输出位移的影响曲线

中心厚度t 对输出位移的影响曲线如图3所示。在同一中心厚度时输出位移随着输入位移增大而增大,基本呈线性增大,且随着中心厚度的增大,其线性度越好;中心厚度t 越小,柔性

铰链的最大输出位移逐渐增加,可以说明柔性铰链的柔度增加。因此实际选择中心厚度时,在充分考虑机构承载能力的情况下,尽量减小中心厚度。

第24卷第4期2007年4月

机 械 设 计

JO U RN A L O F M ACH IN E D ESIG N

V ol.24 N o.4Apr. 2007

*收稿日期:2006-06-20;修订日期:2006-10-08

作者简介:刘登云(1982-),男,山西离石人,硕士研究生,研究方向:压电叠堆泵的研究与开发,已发表论文5篇。

图4 角度 对输出位移的影响曲线

由式(1)可知,随着角度 的减小,柔性铰链放大机构的放大倍数会逐渐增大。用A NSY S 对角度 与输出位移进行分析也说明了这一点,如图4所示。但角度 也不能无限减小,如果角度 太小时,柔性铰链的转角刚度就会过大,从而影响柔性铰链放大机构的应力分布和输出位移。

由分析可得半径R 、铰链厚度T 的变化对输出位移的影响不大。但在实际应用中,如果半径R 越小,铰链处的应力集中越严重,不利于零件的使用寿命。因此,应用时要考虑柔性铰链放大机构最终的应用背景优化机构参数。

2 柔性铰链放大机构的制造

由于柔性铰链是通过材料的弹性形变来工作的,所以选用的材料要有良好的弹性恢复性能及刚度。文中分别用45钢、弹簧钢(65M n )和铍青铜(Q Be 2)3种材料试制了放大机构,3种材料的性能指标如表1所示。由表1可知,铍青铜弹性最好,弹簧钢和45钢相差不多。由于铍青铜过于昂贵,所以选择弹性较好的弹簧钢来加工制造柔性铰链放大机构。选用厚6mm 的弹簧钢板材,采用电火花加工方法制造了上述柔性铰链,外形尺寸为25.6mm 22mm ,t =0.5mm , =8 ,T =6mm ,R =1mm ,如图5所示。驱动器与放大机构的连接方式采用加调整垫片的方式,此方法可得到合适的预紧力,避免了螺钉预紧方式的不足。

表1 3种不同材料的性能参数

性

能参数种类

弹性模量

E /GPa 泊松比

密度 /kg m -3许用应力[ ]/M Pa 45钢2100.37.8 10317865M n 弹簧钢197

0.37.854 103342铍青铜

135

0.3

8.1 103

225

图5 制造样机图

图6所示压电叠堆泵的机构图。放大机构一端与支架固定,另一端通过压紧螺母与泵的铜隔膜(振动薄膜)连接。工作时,压电叠堆驱动放大机构带动铜隔膜上下振动,从而完成泵的吸

水排水过程。

图6 压电叠堆泵结构图

3 柔性铰链放大机构的性能分析

由于输出的位移是否能满足压电叠堆泵对驱动位移的需

求是设计该放大机构的关键,因此,将放大机构的位移输出特性的测试作为该项测试中的主要内容。图7为放大机构测试原理图。

图7 放大机构测试原理图

表2 放大机构输出位移的分析值与实测值电压U/V

20406080

100输出位移D/ m

压电叠堆输出

2.1

4.46.68.711.3放大机

构输出分析值1326385264实测值

11

23

32

4457

表2为放大机构输出位移的分析值与实测值比较。从表2

可知,实验测得在U =100V 时,对应着放大机构的最大输出D =57 m ,而压电叠堆在U =100V 时,对应的输出D =11 m ,因此,实际测得的位移放大倍数约为5倍,而有限元分析的结果为6倍,说明有限元的分析结果接近实际情况。从图8中的A d 和B d 的对比可知,该放大机构的线性十分良好,而且弹性滞后非常小。

A d 放大后的压电叠堆输出位移

B d 未经放大的压电叠堆输出位移

图8 放大机构位移输出特性

对该放大机构的谐振频率进行实际测量,将放大机构一端

刚性固定,另一端为位移输出端,输入不同频率、幅值及正向偏置为50V 的正弦波电压信号(使得驱动电压总为正值),由多普勒激光测振仪对输出端的动态位移进行测量,得到放大机构的幅频特性曲线,如图9所示。由图9可知,在1.5kH z 处振幅

69

2007年4月刘登云,等:应用于压电叠堆泵的柔性铰链放大机构的设计和性能分析

出现最大值,此时对应的频率为谐振频率。在微位移放大机构的模态分析中,计算出的固有频率为1.7kHz,比实测的谐振频率高,其主要原因是在有限元分析时没有考虑到压电叠堆的质量对谐振频率的影响。以上数据表明,微位移放大机构具有良

好的动态响应特性。

图9 放大机构的幅频特性

4 结论

实验表明,该放大机构具有较好的位移输出特性和动态性能,可以应用于压电叠堆泵的实验研究中。

参考文献

[1] 薛实福,李庆祥.精密仪器设计[M ].北京:清华大学出版社,

1991.

[2] 张福学,王丽坤.现代压电学(上、中册)[M ].北京:科学出版社,

2002.

[3] 万德安,刘春节,陆文.压电驱动微位移放大机构放大特性的研究

[J ].机械工程师,2004(7):31-33.

[4] 沈传亮,程光明,杨志刚,等.新型直动式压电伺服阀[J ].机械工程

学报,2004(9):125-128.

[5] 万德安,刘春节,长志.压电驱动微位移放大机构的分析与实验

[J ].机床与液压,2005(2):12-13.

[6] John Jans en,Randal Lind,Lonnie Love .M odeling and testing of a

novel piez oelectric pum p [J ].IEEE Intern ational Conference on Rob otics &Automation ,April 2004:5238-5243.

[7] NEC/T OKIN.M ultilayer piez oelectric actuators[M ].NEC T O

KIN Corporation ,Japan ,2004.

[8] 钟映春,谭湘强,杨宜民.泳动微机器人主体结构放大性能研究

[J].机械工程师,2002(1):63-65.

[9] M a Haoquan,Hu Dejin,Zhang Kai.M icro-displacement am plif

ying mechan ism driven b y piezoelectric actuator [J ].Journ al of Southeast Un iversity(En glish Edition),2004(1):75-78.

Design and performance analysis on flexible hinged magni

fying m echanism applied to piezoelectric piling up pump

LIU Deng yun,YANG Zhi g ang,WU Li ping,C HENG Guang ming

(Schoo l of M achiner y and Eng ineering ,Jilin U niversity,Chang chun 130025,China)

Abstract:A kind of flex ible hinged mag nificatio n mecha nism applied to piezoelectr ic piling up pump w as developed in this paper.T he influences on the o ut put displacement of the flexible hinged mag nificatio n mechanism affected by some main parameter s o f mechanism w ere analyzed thro ug h the finite ele ment metho d,and the o ptimizat ion design w as car ried o ut on the par ameters.T aking this as a base the pro toty pe w as fabrica ted by machining ,and its nice displacement magnify ing function and char act eristics o f dynamic respo nse w ere verified by means of ex periment.

Key words:piezo electr ic piling up;flexible hing e;mag nifi cation mechanism

F ig 9T ab 2R ef 9

Jix ie Sheji 6362

(上接第67页)

[2] 刘子先,齐二石,李钢.一种面向大规模定制生产的制造费用估计

方法研究[J].中国机械工程,2003,14(5):783-786.

[3] 单汨源,於永和.大规模定制产品多级神经网络成本估算方法研

究[J ].中国机械工程,2004,15(6):1004-1007.

[4] 周馨,郭海英,钟廷修.CBR 技术及其在CAD 中的应用[J].机械

设计,2000,18(11):4-7.

[5] 刘长毅,徐诚.机械方案设计中实例检索相似性的研究[J ].计算

机应用,2000(8):113-115.

[6] W aston I.Case b as ed reas oning:A review [J ].T he Kn owledge

E ngineering Review ,1994,9(4):355-381.

[7] 赵继云,钟廷修.CBD 系统应用于产品变型设计的关键技术研究

[J ].机械设计与研究,1999(2):36-40.

Application of case reasoning technology in cost estimation for the similar parts of customized products

WANG Yun xia,GAO C heng chong

(Department of M echanical Engineer ing ,Nanjing Inst itute of Eng ineering ,N anjing 211167,China)

Abstract:A imed at the ex isted defects and insufficiency in the now available pro duct cost est imatio n method or ientating to

mass custo mization,the application of case reasoning technolo g y in cost est imatio n of customized pro ducts was put for war d.T his metho d utilizes sufficiently the similarit y characterist ics o f similar pro ducts in the product family under t he envir onment o f mass customization,adopts case based r easo ning techno lo gy and exponent ial smoot hness method,and in acco rdance wit h the co st of simila r living ex ample to car ry ing o ut estimation,the co st of product was finally determined.T aking the g ear kind par ts as an exam ple,the pr oto type system of cost estimation was finally developed,and the rationalit y of t his met ho d w as verified.

Key words:mass customizatio n;pr oduct family;similar pr oduct;case based reasoning t echnolo g y;ex po nential smo oth ness metho d

Fig 1T ab 0Ref 7

Jix ie Sheji 6370

70

机 械 设 计第24卷第4期

柔性铰链位移放大机构设计

柔性铰链位移放大机构 1 机构简介 柔性机构是一类利用材料的弹性变形传递或转换运动、力或能量的新型机构实施运动时如果通过某种特殊的柔性单元——柔性铰链来实现，则通常称为柔性铰链机构，这类机构通常应用在精密工程场合，因此又称为柔性精微机构。在仿生机械及机器人等领域，柔性机构也发挥着越来越重要的作用，该类机构通常又被称为柔性仿生机构,下文都简称为柔性机构。 较之于传统的刚性机构，柔性机构具有许多优点： ⑴整体化设计和加工，可简化结构、减小体积和质量、免于装配； ⑵无间隙和摩擦，可实现高精度运动； ⑶免于磨损，提高寿命； ⑷免于润滑，避免污染； ⑸增大结构刚度。 柔性铰链是近年来发展起来的一种新型机械传动和支撑机构,利用其结构薄弱部分的弹性变形实现类似普通铰链的运动传递,具有无摩擦、无间隙、运动灵敏度高的特点，在微型机械中,柔性铰链常作为位移放大器,可将位移放大到数百微米,极大地拓展了微位移驱动器的应用范围和应用领域。 伴随着微纳米技术所引发的制造、信息、材料生物和医疗等众多领域的革命性变化，使得柔性机构在微电子、光电子的微制造和微操作、微机电系统和生物医学工程等纳米定位中得到了广泛的应用。在精微领域，柔性机构可以设计作为传动装置执行器和传感器等，不过，距离实际应用还面临若干理论与技术层面上的挑战，相对刚性机构而言，柔性机构的系统研究不过才刚刚走完20年的历程，很多理论及方法还不完善。 2 机构的结构特征 本次设计超磁致伸缩致动器中采用的最大设计输出位移为45μm,最小输出

力为500N;柔性铰链放大机构的设计输出负载大于80 N,输出位移大于300μm。因此放大机构放大倍数必须大于6.67，所以选用的是一种两级对称式柔性铰链位移放大机构，图1为该放大机构,各铰链节点为单轴圆弧型结构,依靠节点微转动变形实现运动的传递或位移的放大。整个机构为对称式结构,有较高的整体刚性,输入位移可通过左右两条运放链向输出点进行传递,理论上可完全消除机构的侧向附加位移,有效地减小了自身的纵向耦合位移误差。 图4-1 两级对称式位移放大机构 图4-2 位移放大机构原理图

基于柔性铰链的微位移设计

第一章绪论 1.1 柔性铰链简介 1.1.1 柔性铰链定义 柔性铰链作为一种小体积、无机械摩擦、无间隙和运动灵敏度高的传动结构，被广泛应用于各种要求微小线位移或角位移、且高精度定位的场合。开创了工作台进入毫米级的新时代。柔性铰链有成千上万的应用，如：陀螺仪、加速度计、天平、控制导弹的喷嘴、控制器显示仪、记录仪、调整器、放大连杆、计算机、继电器和传动连杆。 60年代前后，由于宇航和航空等技术发展的需要，对实现小范围内偏转的支承，不仅提出了高分辨率的要求，而且对其尺寸和体积提出了微型化的要求。人们在经过对各种类型的弹性支承实验探索后才逐步开发出体积小、无机械摩擦、无间隙的柔性铰链。随后柔性铰链在支撑结构、联接结构、调整机构和测量仪器中的得到广泛应用,并获得了前所未有的高精度和稳定性，并日益成熟。 70年代末，美国国家标准局引入了柔性铰链机构以放大压电驱动器的位移，使其设计的工作台既具有亚纳米级的位移分辨率，又具有相对较大的行程。近年来，柔性铰链以其特殊的性能在精密机械、精密测量、微米技术和纳米技术等领域得到广泛应用没，尤其是柔性铰链与压电致动结合实现超精密位移和定位。 柔性铰链用于绕轴作复杂的有限角位移，它的特点是：无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高。柔性铰链有很多种结构，最普通的形式是绕一个轴弹性弯曲，这种弹性变形是可逆的。 1.1.2 柔性铰链运动的实现方法 柔性铰链是通过弹性形变来实现铰链运动。施加的弹性变形力会导致铰链中心点偏移其几何中心，从而影响柔性铰链的转动精度。 柔性铰链用于绕轴做复杂运动的有限角位移，它有很多种结构，最普通的形式是绕一个轴弹性弯曲，这种弹性变形是可逆的。 1.1.3 柔性铰链类型 柔性铰链可分为单轴柔性铰链和双轴柔性铰链。 单轴柔性铰链的截面形状有圆形与矩形两种，如图1-1所示。 图1—1 单轴柔性铰链 双轴柔性铰链是由两个互成90度的单轴柔性铰链组成的（如图1-2（a）），对于大部分应用，这种设计的缺点是两轴没有交叉，具有交叉的最简单的双轴柔性铰链是把颈部作成圆杆状（如图1-2（b）），这种设计简单且容易加工，但它的截面积比较小，因此纵向强度比图1-2（a）弱得多。需要垂直交叉和沿纵向轴高强度的双轴柔性铰链，可采用图（1-2（c））。

压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用Word版

压电晶体与压电陶瓷的结构、性能与应用 摘要：压电晶体与压电陶瓷作为典型的功能材料，具有能实现机械能与电能之间互相转换的工作特性，在电子材料领域占据相当大的比重。本文从压电效应入手，阐述了压电晶体与压电陶瓷的结构原理以及性能特点。针对压电晶体与压电陶瓷在生产实践中的应用情况，综述了其近年来的研究进展，并系统介绍了其在各个领域的应用情况和发展趋势。 关键词：压电晶体压电陶瓷压电效应结构性能应用发展 引言 1880年皮埃尔?居里和雅克?居里兄弟在研究热电现象和晶体对称性的时候，在α石英晶体上最先发现了压电效应。1881年，居里兄弟用实验证实了压电晶体在外加电场作用下会发生形变。1894年，德国物理学家沃德马?沃伊特，推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。[1] 石英是压电晶体的代表，利用石英的压电效应可以制成振荡器和滤波器等频率控制元件。在第一次世界大战中，居里的继承人朗之万，为了探测德国的潜水艇，用石英制成了水下超声探测器，从而揭开了压电应用史的光辉篇章。 除了石英晶体外，酒石酸钾钠、BaTiO3陶瓷也付诸应用。1947年美国的罗伯特在BaTiO3陶瓷上加高压进行极化处理，获得了压电陶瓷的压电性。随后，美国和日本都积极开展应用BaTiO3压电陶瓷制作超声换能器、音频换能器、压力传感器等计测器件以及滤波器和谐振器等压电器件的研究，这种广泛的应用研究进行到上世纪50年代中期。 1955年美国的B.贾菲等人发现了比BaTiO3的压电性优越的PbZrO3-PbTiO3二元系压电陶瓷，即PZT压电陶瓷，大大加快了应用压电陶瓷的速度，使压电的应用出现了一个崭新的局面。BaTiO3时代难以实用化的一些应用，特别是压电陶瓷滤波器和谐振器以及机械滤波器等，随着PZT压电陶瓷的出现而迅速地实用化了。采用压电材料的SAW滤波器、延迟线和振荡器等SAW器件，上世纪70年代末也已实用化。上世纪70年代初引起人们注意的有机聚合物压电材料（PVDF），现在也已基本成熟，并已达到了生产规模。如今,随着应用范围的不断扩大以及制备技术的提升,更多高性能的环保型压电材料也正在研究中。 一、压电晶体与压电陶瓷的结构及原理 压电效应包含正压电效应与逆压电效应，当某些电介质在一定方向上受到外力的作用而发生变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，并且受力所产生的电荷量与外力的大小成正比，而当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应；相反，当在电介质的极化方向上施加交变电场，这些电介质也会发生机械变形，电场去掉后，电介质的机械变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。正压电效应是把机械能转换为电能，而逆压电效应是把电能转换为机械能。 1.1压电效应原理

压电陶瓷压电性能测定实验报告

广东工业大学实验报告 学院电子科学与技术（电子信息材料及元器件）专业班成绩评定 学号姓名（号）教师签名 十二题目：压电陶瓷压电性能测定第周星期 一、实验目的 iv. 了解压电常数的概念和意义； v. 掌握压电陶瓷压电常数的测定方法。 vi. 学会操作ZJ-3AN 型准静态d33 测量仪。 二、实验内容 1. 实验老师介绍使用压电常数测量仪测试d33 的原理与步骤； 2. 测试压电陶瓷的压电常数。 三、实验（设计）仪器设备和材料清单 ZJ-3AN 型准静态d33 测量仪、压电陶瓷晶片等。 四、实验原理 压电陶瓷，一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，是一种具有 压电效应的材料。 当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数 量相等、符号相反的束缚电荷，这一现象被称为“正压电效应”。 逆压电效应：当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化 造成的正负电荷中心位移，导致晶体形变，形变量与电场强度成正比。 压电常数是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦 合的线性响应系数。通常用d ij 表示，下标中第一个数字代表电场方向或电极面的垂直方向，第二个数字代表应力或应变方向。 五、实验步骤 1. 用两根多芯电缆把测量头和仪器本体连接好，接通电源； 2. 把Φ20 尼龙片插入测量头的上下探头之间，调节手轮，使尼龙片刚好压住为 止； 3. 把仪器后面板上的“显示选择” 开关置于“d33” 一侧，此时面板右上方绿灯 亮； 4. 把仪器后面板上的“量程选择” 开关置于“×1” 档； 5. 按下“快速模式”，仪器通电预热10 分钟后，调节“调零” 旋钮使面板表指 电子科学与技术专业实验指导书

特种陶瓷压电陶瓷的性能与结构

结课论文开题报告 2014 年 4 月 13日 特种陶瓷的力学性能与压电陶瓷的结构原理和性能参数 引言： 随着新技术革命的，功能陶瓷愈来愈受到世界各国的重视，品种日益增多，应用也愈来愈普遍。几乎在工业、宇航、军工等所有的领域都可以找到特种题 目: 特种陶瓷的力学性能与压电陶瓷的结构原理和性能参数 学 院： 化学工程学院 专业班级： 材料化学112班 学生姓名： 顾鹏 学 号： 2011121272 指导教师：

陶瓷的应用。应该指出，许多陶瓷都具有十分优异的综合性能。 摘要：特种陶瓷是发展高新技术的物质基础，也是改造传统产业的必备条件，因 此材料科学被列为对世纪六大高科技领域之一。特种陶瓷是新材料的一个组成部分，由于它具有其他材料所没有的各种优良性能，耐高温、高强度、重量轻、耐磨、耐腐蚀、优异的电、磁、声、光等物理特点，它在国民中的能源、电子、航空航天、机械、汽车、冶金和生物等各方面都有广阔的应用前景，成为各工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料，在国防现代化建设中，武器装备的发展也离不开特种陶瓷材料。除此之外，在当今世界各国把环境保护作为重要的问题来考虑时，以环境保护、生活优化为背景的环境净化功能陶瓷的研究与开发也必然对改善人类生存环境，实施可持续发展战略起到积极的推动作用。 Abstract: special ceramics is the material basis for the development of high technology, is the transformation of traditional industries essential condition, so the materials science is listed as the six major high-tech fields. Special ceramics is a part of the new material, because it has excellent resistance to various other materials do not have, high temperature resistance, high strength, light weight, corrosion resistance, wear resistance, excellent electrical, magnetic, acoustic, optical and other physical characteristics, it is in the national energy, electronics, aerospace, machinery, automobile, metallurgy and biological aspects have broad application prospects, has become the industry technology is the key technology in the essential material, in the modernization of national defense construction, the development of weapons and equipment also cannot do without special ceramic materials. In addition, the environmental protection as an important consideration in the world, with environmental protection, life optimization as the background of the environmental research and development of functional ceramics are bound to improve human living environment, implementing the strategy of sustainable development plays a positive role in promoting. 关键词：特种陶瓷、压电陶瓷、性能 1特种陶瓷定义 特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大 ... 在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能。如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能，以及耦合功能。如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。

封装型压电陶瓷规格书

封装型压电陶瓷致动器 封装型压电陶瓷致动器采用紧凑型机械结构，克服了裸露压电陶瓷致动器在使用中由于端面受力不均、侧面受剪切力、弯矩、扭矩、震动、冲击和惯性力等因素造成压电陶瓷的损坏，使得压电陶瓷的损耗非常高。并可在不增加外部体积的情况下集成电阻应变片式传感器，以此来消除压电陶瓷在微纳运动过程中位移输出迟滞、蠕变和非线性等问题。 封装型压电陶瓷的优点 方便安装固定：移动端方便与外部机械结构连接，移动端有四种选择：内螺纹、外螺纹、球头和平头。保护陶瓷：因为陶瓷是易损元件，外力的夹持或者撞击都可能导致压电陶瓷的损坏，机械封装式压电陶瓷的机械外封可以对内部的叠堆压电陶瓷起到很好的保护作用。 提高功率：通常情况下，压电陶瓷都需在它的功率范围内使用，因为陶瓷在高频振动的过程中会产生一定的热量，陶瓷的温度会随之升高，温度超过80℃，陶瓷则可能会因为热量不能及时散出而损坏，但如果选择散热好的机械外封材料，并可以通过在陶瓷外部加散热片的方式，使陶瓷的使用功率大大提高。 可承受轴向拉力：叠堆陶瓷不能够受轴向拉力，而机械封装式压电陶瓷由于内部加有预载力，可以承受一定的拉力，适合于高频振动使用或者需要推拉力应用。 稳定性高：因为叠堆陶瓷既不能受侧向力也不能承受弯曲力，所以在使用过程中，要求受力的接触面要足够平整，且受力方向在陶瓷中心。当压电陶瓷的长与直径比值过大时，机械封装式压电陶瓷的稳定性高于叠堆式压电陶瓷，可以有效的减少侧向力的产生，特别是使用球头连接方式可以消除轴向耦合，大大提高陶瓷的稳定性和使用寿命。 抗干扰：封装陶瓷的外壳是无磁不锈钢材料，可以防止外界电场的干扰。 可集成电阻应变片以实现高精度闭环控制。 VS12封装压电陶瓷 型号 长度L (mm)标称位移【μm@150V10%】最大出力【N 】最大抗拉力【N 】刚度【N/μm 】静电容量【μF ±20%】 PZT 150/4/20VS12282090030045 1.5