在我們的封裝壓電陶瓷以及壓電納米定位臺等產(chǎn)品參數表中，通常會(huì )列出拉力這個(gè)參數值，這個(gè)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(guò)單層陶瓷片堆疊共燒或堆疊粘接而成，對拉力非常敏感，過(guò)大的拉力會(huì )造成陶瓷堆疊連接層出現斷裂而損壞，所以在做外部機械結構設計的時(shí)候要盡量避免拉力的存在，但是在實(shí)際動(dòng)態(tài)操作壓電系統時(shí)，壓電陶瓷的快速伸長(cháng)對于壓電陶瓷來(lái)說(shuō)相當于一個(gè)拉力，可能會(huì )導致壓電陶瓷的損壞。而適當的預緊力可以有效的降低拉力引起損壞的風(fēng)險。

壓電陶瓷主要是作為推進(jìn)器：采用機械預載力來(lái)保持陶瓷始終處于壓縮的狀態(tài)。預緊系統大多是被動(dòng)力存儲原則，例如機械壓力，液壓或者氣動(dòng)彈簧。

預緊系統設計基本原則

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(dòng)態(tài)操作使用時(shí)需控制動(dòng)態(tài)力小于預緊力，動(dòng)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操作時(shí)候的力平衡，而且還需要考慮外部的震動(dòng)。

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(guò)程中建議加一定的預載力，從經(jīng)驗來(lái)看，8-10Mpa即可以補償高動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的拉力。如果是恒力的情況下，不要超過(guò)20Mpa。預緊力一般為促動(dòng)器負載的十分之一。

預緊力應該足夠高但又不宜過(guò)大，當壓電陶瓷承受大于幾十兆帕的壓力的時(shí)候，開(kāi)始出現退極化現象，可以通過(guò)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(huì )產(chǎn)生不利的影響。

對于高度較小的壓電陶瓷來(lái)說(shuō)，側向力產(chǎn)生剪切力，相對較高的壓電陶瓷會(huì )產(chǎn)生彎曲力，在使用過(guò)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(huì )產(chǎn)生張力，所以當很高的負載作用于壓電陶瓷的時(shí)候，超過(guò)了張力強度，會(huì )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(mǎn)足動(dòng)態(tài)需求，如果是恒力不超過(guò)500N，有效的預緊力可以延長(cháng)壓電陶瓷的使用壽命。

常見(jiàn)預緊方式：

芯明天產(chǎn)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(chǎn)品研發(fā)、設計、生產(chǎn)的經(jīng)驗，完善的質(zhì)量、服務(wù)管理體系，每一款產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)優(yōu)化設計、專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)、調試，多種環(huán)境及條件下的老化測試，確保產(chǎn)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(chǎn)品均具有適當的預緊力，可以實(shí)現功率范圍內動(dòng)態(tài)操作滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

對于特殊需求，比如階躍時(shí)間遠小于1msec的應用，需要增加預緊力，芯明天可以根據實(shí)際需求定制相關(guān)的壓電產(chǎn)品。