溫度變化會對壓電陶瓷造成哪些影響

使用壓電陶瓷的環(huán)境復(fù)雜多變，特別是溫度，可能有著較大的波動，想了解溫度對壓電陶瓷的影響，下面給大家具體介紹下。

1 居里溫度

居里溫度取決于壓電材料。通常，疊堆壓電陶瓷的居里溫度為150℃或340℃。高壓陶瓷居里溫度點為215℃或340℃。如果材料超過居里溫度點，那么鐵電特性和壓電特性會消失。所以在居里溫度點以下工作非常重要。如果壓電陶瓷被加熱達(dá)到居里溫度，會因溫度產(chǎn)生退極化。如果材料退極化，壓電效應(yīng)會消失。如果工作在靜態(tài)或者準(zhǔn)靜態(tài)條件下，陶瓷生熱可以被忽略。在動態(tài)工作的時候需要考慮（動態(tài)使用發(fā)熱大）。

2溫度特性

溫度變化是影響壓電陶瓷定位精度的一個非常重要的因素，壓電陶瓷的性能會隨溫度的改變而產(chǎn)生明顯的變化。疊堆共燒壓電陶瓷的使用溫度為－25℃～＋80℃。超過100℃以上使用，陶瓷的性能會大幅下降，溫度升高壓電陶瓷的位移會受到一定程度的影響。

如果將陶瓷加熱到居里溫度點，陶瓷將會退極化，壓電效應(yīng)將會隨之消失，且不可恢復(fù)。

當(dāng)溫度比室溫低時，壓電效應(yīng)隨之降低。在溫度＜260K時，大約每K損失0．4％的伸長量，在液態(tài)氮環(huán)境下，陶瓷的伸長量約為室溫環(huán)境下的10％左右。

熱膨脹系數(shù)：

低壓疊堆陶瓷軸向熱膨脹系數(shù)為 －5ppm／℃；

高壓疊堆陶瓷軸向熱膨脹系數(shù)為 ＋2ppm／℃。

壓電陶瓷低溫位移變化：

與室溫環(huán)境相比，低溫環(huán)境下不同電壓對應(yīng)的位移要相對減小。

壓電陶瓷位高溫位移變化：

與室溫環(huán)境相比，高溫環(huán)境下陶瓷高度減小，但是位移行程相對不變。

壓電陶瓷的遲滯隨著溫度的下降而降低。壓電陶瓷的遲滯是鐵電極化的結(jié)果，在非常低的溫度，例如4K時，電偶極子幾乎沒有變化（電疇轉(zhuǎn)變），所以遲滯非常低。而在室溫范圍內(nèi)，溫度變化對遲滯變化的影響是非常小的，可以忽略不計。下圖為溫度在4K和300K時，壓電陶瓷遲滯的變化曲線。

適用于低溫及高溫下的壓電運動產(chǎn)品。

1、低溫環(huán)境壓電定位臺

XD103系列壓電納米定位臺是專為極低溫、強(qiáng)磁場環(huán)境而研發(fā)設(shè)計，采用低溫壓電驅(qū)動，外殼采用輕型材料。芯明天XD103為XY二維掃描運動，它的體積小巧，尺寸僅33×33×14．6mm，中心具有10×10mm通孔。所有組件均采用低溫強(qiáng)磁兼容版本，以保證其在低溫強(qiáng)磁下的性能。

特點

耐低溫可達(dá)4K

耐強(qiáng)磁

4K 溫度下位移達(dá)10μm＠150V

分辨率可達(dá)0．5nm

開環(huán)驅(qū)動，快速響應(yīng)

4K溫度下技術(shù)參數(shù)

型號：XD103．XY50K

運動方向：X、Y

標(biāo)稱行程范圍：10μm

驅(qū)動電壓：0～150V

開環(huán)分辨率：0．5 nm

空載諧振頻率：500Hz

帶載150g諧頻：160 Hz

靜電容量：0．75μF／軸

材料：鈦合金、鋁

承載：達(dá)150 g

重量：80 g

2、高溫壓電陶瓷

高壓壓電陶瓷

高溫高壓壓電陶瓷疊堆促動器工作溫度可高達(dá)200℃，出力可達(dá)50000N，位移可達(dá)100μm以上。高壓疊堆陶瓷因其出力大、靜電容量低等特點，非常適用于大負(fù)載以及加載預(yù)載力后的動態(tài)應(yīng)用。

高溫壓電陶瓷堆棧

高溫壓電陶瓷堆棧是是專為在高溫和高頻率下工作而設(shè)計的。工作溫度上限可達(dá)200℃，并與高頻工作相結(jié)合，非常適合高溫和高頻的應(yīng)用場合。它的驅(qū)動電壓為200V，位移可達(dá)45μm以上，標(biāo)準(zhǔn)截面尺寸為3×3mm或5×5mm。

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