2026-02-07
심해 탐사 및 항공우주 응용 프로그램과 같은 극단적인 환경에서, 분량의 이동 조절은 임무의 성공을 결정할 수 있습니다.정밀 모션 시스템의 핵심 부품으로이러한 열 특성을 정확하게 이해하고 효과적으로 관리하는 것은 엔지니어들에게 중요한 도전입니다.
피에조 일렉트릭 세라믹 액추에이터의 온도 행동은 주로 두 가지 요인에 달려 있습니다. 잔류 스트레인 및 강제장.이러한 매개 변수의 온도 의존성은 액추에이터의 전체 성능을 결정합니다.온도 변동은 피에조 전기 원소의 달성 가능한 이동과 물리적 차원 모두에 직접적으로 영향을줍니다.
온도가 낮아지면, 양쪽 잔류 스트레인 (S렘) 및 강제적 분야 (E)렘이것은 낮은 온도에서 피에조 전기 물질의 더 큰 양극화 안정성을 나타냅니다. 동시에 제어 과제를 도입합니다.온도 감소 는 또한 양극적 스트레스 곡선을 평평 하게 한다, 양극적 드라이브 하에서 비슷한 전체 스트레인 진폭을 유지 하 고 유니 폴라 작동 하에서 현저하게 스트레인을 감소.
특히, 피에조 전기 세라믹은 열 확장 계수를 부정적으로 나타냅니다. 냉각 때 수축하는 전통적인 산업 세라믹과는 달리,피에조 전기 물질은 낮은 온도에서 팽창이 비정상적인 열행동은 양극화 정도와 밀접한 상관관계를 가지고 있습니다. 더 완전한 양극화가 효과를 강화시킵니다.정밀 기기 설계는 온도 변동으로 인한 구조적 변형을 방지하기 위해이 독특한 특성을 고려해야합니다..
현대의 다층 세라믹 액추에터는 350°C까지의 퀴리 온도와 함께 예외적인 성능과 신뢰성을 보여줍니다.이것은 넓은 온도 범위에서 최소한의 매개 변수를 가능하게 합니다, 높은 온도에서 이동 변화율은 0.05%/K까지 낮습니다.
그러나 냉동 환경은 상당한 과제를 제기합니다. 액체 헬륨 온도에서, 단극 구동 피에조 전기 액추에이터는 실온 이동량의 10-15%만을 생산 할 수 있습니다.양극성 운전 은 이 한계 를 극복 할 수 있다, 그러나 낮은 온도에서 강압 필드 증가로 인한 손상을 방지하기 위해 신중한 전압 조절이 필요합니다.
열 유동은 정밀 위치 시스템에서 중요한 고려 사항으로 남아 있습니다. 닫힌 루프 서보 제어가 부분적으로 비선형성, 히스테레시스, 스크립 및 열 유동을 완화 할 수 있지만,정밀한 제어에 도달하기 위해 종종 일부 이동 용량을 희생해야합니다.실용적인 해결책은 최적화된 재료 선택, 액추에이터 유형 및 활성 또는 수동 온도 보상 시스템 디자인을 결합합니다.
모든 세라믹 굽기 액추에터는 이동 방향 열 유동을 최소화하는 대칭 구조를 가지고 있습니다. 다양한 포장 옵션은 작동 범위를 더욱 확장합니다.표준 결합 된 액추에이터는 일반적으로 -20 °C에서 85 °C 사이에서 작동합니다., 진보 된 다층 제품은 -40 °C에서 150 °C까지 작동 할 수 있습니다. 특수 용접 기술은 -271 °C에서 200 °C까지 거의 500K에서 작동 할 수 있습니다.
재료와 포장에 대한 지속적인 혁신은 열 성능을 향상시킵니다. 모든 세라믹 스택 액추에터는 약 -2.5ppm/K의 열 확장 계수를 나타냅니다.금속 끝판 버전은 접착 층의 비선형 효과로 인해 긍정적 인 계수를 나타냅니다..
주요 연구 방향은 큐리 온도를 높이고 열 감도를 줄이기 위해 피에조 전기 물질 조립을 정제하는 것을 포함합니다.열압력 영향을 최소화하기 위한 특화된 캡슐화 설계, 그리고 실시간 이동 조절을 위한 정밀 온도 보상 회로.
온도는 피에조 전기 가동 장치의 성능에 중추적인 요소로 남아 있습니다.이러한 구성 요소는 까다로운 운영 환경에서 뛰어난 기능을 제공할 수 있습니다..
