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經(jīng)常有朋友咨詢這樣的問題，低溫真空環(huán)境對壓電產(chǎn)品有什么影響嗎？壓電陶瓷能耐低溫嗎？那么今天我們就來講一講低溫對壓電陶瓷的影響有哪些。

首先可以肯定的是，壓電陶瓷是可以低溫使用的，芯明天可以提供低溫-273℃下使用的壓電陶瓷。但您需要了解，低于室溫的條件下，壓電陶瓷的壓電效應會隨之降低，壓電陶瓷所能產(chǎn)生的出力與位移也會大幅降低，在低溫＜260K時，大約是每K損失0.4%，在液態(tài)氮的環(huán)境下，壓電陶瓷的位移約為室溫位移的10%左右。

壓電陶瓷隨溫度降低的位移變化曲線如下圖所示。對于不同的壓電材料，曲線會發(fā)生變化。

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

我們通常使用的壓電陶瓷為半雙極性壓電陶瓷，即壓電陶瓷可以承受的負壓為最大正電壓的20%左右，但由于低溫環(huán)境下，壓電陶瓷材料抵抗退極化的能力急劇增加，所以在超低溫環(huán)境下，可以雙極性驅動壓電陶瓷，從而獲得更大的位移。比如：壓電陶瓷在低溫77K，應變能力降低到室溫的20%左右，但是可以通過雙極性獲得室溫單極性40%左右的位移。

除此外，在低溫條件下，壓電陶瓷的頻率常數(shù)、d33、耦合系數(shù)、介電常數(shù)、電容等參數(shù)都會發(fā)生變化，部分曲線如下所示，對于不同材料，曲線會不同。

頻率常數(shù)隨溫度變化

d33隨溫度的相對變化

耦合系數(shù)隨溫度的相對變化

介電常數(shù)隨溫度的相對變化

芯明天低溫真空兼容壓電運動產(chǎn)品推薦

l 低溫真空兼容共燒壓電陶瓷疊堆

低壓疊堆共燒工藝壓電陶瓷具有優(yōu)異的性能及超長使用壽命，適用于科學實驗以及工業(yè)應用。疊堆壓電陶瓷包含方形及環(huán)形兩種外形結構，多種尺寸及位移可滿足不同應用的需求。特殊的絕緣材料，確保在嚴苛的條件下動態(tài)性能的輸出。且體積小巧，易集成。

芯明天壓電疊堆陶瓷具有多種樹脂外衣類型，標準產(chǎn)品一般為綠色或灰色樹脂，低溫真空使用應選擇黑或灰色樹脂型壓電疊堆陶瓷。

l 低溫真空兼容封裝壓電陶瓷促動器

低壓柱形壓電陶瓷促動器是通過將低壓壓電陶瓷疊堆封裝于內(nèi)部，外部由柱形不銹鋼外殼保護，并通過機械外殼對壓電陶瓷疊堆施加預緊力，較高的內(nèi)部機械預載力可適用于高負載、高動態(tài)應用。它可輸出壓電陶瓷疊堆產(chǎn)生的位移及出力，且可承受一定的拉力。

芯明天的低溫真空兼容壓電陶瓷促動器，經(jīng)過低溫真空處理，并使用低溫真空兼容材料，使其適于低溫真空應用。它的特點是直驅結構、出力大、精度高、可靠性高。

l 低溫真空兼容壓電納米定位臺

低溫UHV兼容壓電納米定位臺一般采用放大驅動結構，位移范圍大，且可產(chǎn)生多維運動，運動軸可達6維。上圖中為芯明天P60.X250壓電納米定位臺，它的行程可達250μm，采用了全閉環(huán)的閉環(huán)形式，具有更高的定位精度，并且經(jīng)過抗振動設計，抗振性能強。

l 低溫真空兼容三維壓電物鏡定位器

壓電物鏡定位器是用于驅動物鏡做微納米級高精度的快速掃描運動或聚焦等應用。上圖中為芯明天的一款低溫壓電物鏡定位器，它可產(chǎn)生三維XYZ運動，行程可達100μm/軸，非常適于低溫真空應用。

l 低溫真空強磁兼容中空壓電納米定位臺

上圖中為芯明天P13A系列壓電納米定位臺，是專為極低溫、 強磁場環(huán)境而研發(fā)設計，采用低溫壓電驅動，外殼采用輕型材料。P13A可進行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磁兼容版本，以保證其在低溫強磁下的性能。在4K溫度下位移達30μm@150V，分辨率可達0.5nm。

l 低溫真空兼容壓電螺釘

芯明天提供的壓電螺釘具有真空兼容版本，適于低溫真空應用，行程可達26mm，旋轉分辨率<50μrad，直線最小步長<20nm。

l 低溫真空兼容三維壓電螺釘運動平臺

同樣，芯明天也可提供集成了壓電螺釘驅動的運動平臺，低溫真空兼容，最小位移增量<30nm，分辨率達0.5μm，負載能力達50N。

l 低溫真空兼容壓電偏轉鏡

二維θx θy偏轉壓電偏轉鏡，低溫真空兼容，中心可選透光孔，偏轉角度達±3°。

l 低溫真空兼容三維壓電馬達平臺

XYZ三維直線壓電馬達平臺，低溫真空兼容，行程可達3.5mm/軸，超小體積，納米精度。