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(huì )使壓電材料表面產(chǎn)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(chǎn)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（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(gè)上表面施加可承受范圍內的力時(shí)，它會(huì )在正負極間產(chǎn)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(jìn)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(huì )產(chǎn)生電壓，此實(shí)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(guò)程發(fā)現了壓電效應。

>> 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(chǎn)生微納米運動(dòng)，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(gè)通過(guò)實(shí)驗證明了逆壓電效應存在。

壓電陶瓷促動(dòng)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(dòng)器。它們具有不同的特性，如不同的居里溫度、電荷常數、彈性順應性等，且它們的應用領(lǐng)域也不同。這些特性為壓電促動(dòng)器開(kāi)辟了廣泛的應用領(lǐng)域，如模態(tài)分析、材料測試中大出力的產(chǎn)生等動(dòng)態(tài)應用，以及定位應用等。

在談及壓電促動(dòng)器時(shí)，經(jīng)常使用的短語(yǔ)“壓電效應”， 嚴格來(lái)說(shuō)，促動(dòng)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(dòng)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(dòng)電源的驅動(dòng)下才能產(chǎn)生微納米的促動(dòng)運動(dòng)。

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(lái)維持一個(gè)位置。對于動(dòng)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(dòng)器

使用芯明天壓電陶瓷驅動(dòng)電源驅動(dòng)壓電疊堆陶瓷，步進(jìn)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(dòng)器應用舉例

壓電式噴射點(diǎn)膠閥

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

優(yōu)異的點(diǎn)膠精度和工藝控制。非接觸式的點(diǎn)膠方式，消除Z軸移動(dòng)從而實(shí)現更高的生產(chǎn)效率而且避免針頭碰撞工件進(jìn)而提高了良品率。芯明天配套控制可驅動(dòng)10 μF負載達50μs的階躍時(shí)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(lèi)膠粘劑的可控流量、高速點(diǎn)膠作業(yè)。

可調諧光纖激光器

當激光器被鎖定在特定波長(cháng)后，為了避免強烈的關(guān)門(mén)振動(dòng)和激光器平臺上的敲擊振動(dòng)等使其脫離鎖定的波長(cháng)，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(dòng)精度等特點(diǎn)。