如何給壓電陶瓷施加適當?shù)念A緊力
在我們的封裝壓電陶瓷以及壓電納米定位臺等產品參數(shù)表中，通常會列出拉力這個參數(shù)值，這個拉力值大小取決于我們預先加載的預緊力即預壓縮力的大小。
為什么要給壓電陶瓷加載預緊力？
我們都知道，壓電陶瓷是通過單層陶瓷片堆疊共燒或堆疊粘接而成，對拉力非常敏感，過大的拉力會造成陶瓷堆疊連接層出現(xiàn)斷裂而損壞，所以在做外部機械結構設計的時候要盡量避免拉力的存在，但是在實際動態(tài)操作壓電系統(tǒng)時，壓電陶瓷的快速伸長對于壓電陶瓷來說相當于一個拉力，可能會導致壓電陶瓷的損壞。而適當?shù)念A緊力可以有效的降低拉力引起損壞的風險。
壓電陶瓷主要是作為推進器：采用機械預載力來保持陶瓷始終處于壓縮的狀態(tài)。預緊系統(tǒng)大多是被動力存儲原則，例如機械壓力，液壓或者氣動彈簧。
預緊系統(tǒng)設計基本原則
預緊力不應損失壓電陶瓷的位移，預緊剛度應該非常低，陶瓷剛度的百分之幾。
預緊力應該足夠高以加速負載快速回彈，從而避免陶瓷受到拉力。動態(tài)操作使用時需控制動態(tài)力小于預緊力，動態(tài)力可由以下公式算得。
注意：機械預緊不應該只考慮常規(guī)操作時候的力平衡，而且還需要考慮外部的震動。
加載多大預緊力？
壓電陶瓷的抗拉強度非常的低，大約在5Mpa左右，所以在安裝使用的過程中建議加一定的預載力，從經驗來看，8-10Mpa即可以補償高動態(tài)產生的拉力。如果是恒力的情況下，不要超過20Mpa。預緊力一般為促動器負載的十分之一。
預緊力應該足夠高但又不宜過大，當壓電陶瓷承受大于幾十兆帕的壓力的時候，開始出現(xiàn)退極化現(xiàn)象，可以通過大的電壓信號重新極化，但損失了有效能，對于元件的使用壽命會產生不利的影響。
對于高度較小的壓電陶瓷來說，側向力產生剪切力，相對較高的壓電陶瓷會產生彎曲力，在使用過程中需要盡量的避免這兩種力給壓電陶瓷造成的損害。
預載也會產生張力，所以當很高的負載作用于壓電陶瓷的時候，超過了張力強度，會降低使用壽命或者損壞壓電陶瓷。
舉例：
疊堆壓電陶瓷PSt150/5×5/20 的橫截面積為5×5mm，若施加8MPa即預緊力200N即可滿足動態(tài)需求，如果是恒力不超過500N，有效的預緊力可以延長壓電陶瓷的使用壽命。
常見預緊方式：
芯明天產品具有適合的預緊力
芯明天擁有近二十年壓電納米定位產品研發(fā)、設計、生產的經驗，完善的質量、服務管理體系，每一款產品均經過優(yōu)化設計、專業(yè)的生產、調試，多種環(huán)境及條件下的老化測試，確保產品輸出優(yōu)異的性能。
芯明天全系列封裝型壓電陶瓷以及納米定位臺產品均具有適當?shù)念A緊力，可以實現(xiàn)功率范圍內動態(tài)操作滿足用戶的需求。
對于特殊需求，比如階躍時間遠小于1msec的應用，需要增加預緊力，芯明天可以根據(jù)實際需求定制相關的壓電產品。
