温度对压电陶瓷换能器的影响

2021-07-22 02:40:57

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压电陶瓷换能器的性能取决于温度，温度的变化将改变压电陶瓷的性能。例如静电容量和损耗因子会随着温度的升高而增加，而过高的温度会降低性能和使用寿命。因此温度是影响实验结果的一个非常重要的因素，建议用户在不同应用环境下的实验过程中，考虑温度因素。

温度的升高会导致压电陶瓷的介电常数发生明显的变化，即压电陶瓷的静电容量会发生变化，并且压电陶瓷的静电容量，会从室温到80℃增加约40%。压电陶瓷换能器的应用温度范围，取决于压电陶瓷材料的居里温度。通常使用的堆叠型压电陶瓷PST 150系列居里温度为155℃，推荐的安全使用温度为- 25～80℃。

对于高压压电陶瓷hs / ht材料，居里温度为340℃，推荐的安全使用温度约为175℃。低压和高温压电陶瓷能耐受的温度是200℃。许多应用可以在高温环境下运行。此时标准压电陶瓷已经不能满足用户的需求。只能选择具有特殊材料的高温压电陶瓷，该内核可提供堆叠NAC 6024系列或xmt系列机械封装压电陶瓷，用于明天的高温200℃环境，并可用于150℃环境。

压电陶瓷换能器

当然内核可以提供压电陶瓷，用于明天- 273℃的低温。然而低于室温的压电陶瓷的压电效应会随之降低，压电陶瓷的输出和位移也会大大降低。在低温< 260 K时，损耗约为0 / K 在液氮条件下，压电陶瓷的位移约为室温的10 %。

压电陶瓷片是半双极压电陶瓷，也就是说，压电陶瓷能够承受的负压是正电压的20 %。由于压电陶瓷材料在低温环境下抗去极化能力的急剧增加，有可能在超低温环境下驱动压电陶瓷双极，从而实现双位移。例如，PST 150在77k低温下将其应变能力降低到室温的20 %，但是40 %的室温单极位移可以通过双极方法获得。

在超低温环境中，需要选择导热系数较低的锰铜线，以保持低温环境不受影响。在一些需要高频振动的应用中，如精密加工和主动振动控制，方法主要是外部空气冷却或核心的热稳定以及散热片装置的快速热传导，从而降低高频发热对压电陶瓷造成损坏的风险。选择核心热稳定剂，可以将压电陶瓷的动态功率提高三倍以上。