什么是壓電陶瓷的壓電效應？它的應用是什么？

壓電陶瓷是可以將電能轉換成位移的功能性材料。

>> 正壓電效應

對壓電材料施加外力會使壓電材料表面產生正電荷和負電荷，即外力引起的形變轉換成電能。如果電極連接到相對的表面，則電荷將產生電壓U。對壓電材料施加力F，壓電材料的體積將近似恒定。

dij ：壓電材料的參數(shù)（取決于方向）

C ：電容

芯明天公司提供的壓電陶瓷疊堆的材料即是PZT壓電材料，對其整個上表面施加可承受范圍內的力時，它會在正負極間產生電壓。將壓電陶瓷疊堆短接，釋放內部存儲的電荷；再將其正負極與電壓表進行連接，陶瓷兩極間電壓約為0V；再用手指輕按陶瓷上端面，在兩極間會產生電壓，此實驗中所用芯明天壓電疊堆陶瓷的型號為PSt150/5×5/20L。

壓電疊堆陶瓷的正壓電效應可用做傳感器。

居里兄弟于1880年在對電氣石晶體測試過程發(fā)現(xiàn)了壓電效應。

>> 逆壓電效應

對壓電材料施加電壓，可使其尺寸發(fā)生改變，從而產生微納米運動，即電能轉換成位移。

李普曼預言了逆壓電效應的存在，居里兄弟個通過實驗證明了逆壓電效應存在。

壓電陶瓷促動器的材料是PZT（鋯鈦酸鉛）。對于電致伸縮效應，使用的材料是PMN（鈮鎂酸鉛）。

存在大量不同的PZT材料用作壓電陶瓷促動器。它們具有不同的特性，如不同的居里溫度、電荷常數(shù)、彈性順應性等，且它們的應用領域也不同。這些特性為壓電促動器開辟了廣泛的應用領域，如模態(tài)分析、材料測試中大出力的產生等動態(tài)應用，以及定位應用等。

在談及壓電促動器時，經(jīng)常使用的短語“壓電效應”， 嚴格來說，促動器使用的是壓電材料的“逆壓電效應”。
壓電疊堆陶瓷作為促動器，可應用于定位操作，也可用于高頻操作，且必須在壓電陶瓷驅動電源的驅動下才能產生微納米的促動運動。

對于定位或半靜態(tài)使用，所需的電流非常小。由于壓電陶瓷的高阻抗，不需要很大電流來維持一個位置。對于動態(tài)應用，就需要較大的電流，并且要考慮負載情況及壓電疊堆陶瓷的電容。

芯明天壓電陶瓷促動器

使用芯明天壓電陶瓷驅動電源驅動壓電疊堆陶瓷，步進分辨率可達幾納米，頻率高達幾十兆赫茲。

>> 壓電疊堆陶瓷促動器應用舉例

壓電式噴射點膠閥

壓電式噴射點膠閥是非接觸式噴射點膠閥，壓電陶瓷作為壓電噴射點膠閥的關鍵部件，通過其差分微運動，控制噴射閥門的開與關。采用的是芯明天E52壓電微點膠閥控制器及DJF系列壓電疊堆陶瓷。

優(yōu)異的點膠精度和工藝控制。非接觸式的點膠方式，消除Z軸移動從而實現(xiàn)更高的生產效率而且避免針頭碰撞工件進而提高了良品率。芯明天配套控制可驅動10 μF負載達50μs的階躍時間。

廣泛應用于貼裝膠、導電銀漿、IC封裝膠、底部填充膠、密封膠、表面涂敷膠等各類膠粘劑的可控流量、高速點膠作業(yè)。

可調諧光纖激光器

當激光器被鎖定在特定波長后，為了避免強烈的關門振動和激光器平臺上的敲擊振動等使其脫離鎖定的波長，需要采用防震設計，而其原理是基于PZT疊堆壓電陶瓷，利用壓電疊堆陶瓷的體積小、超快速響應及微納米運動精度等特點。