如何給壓電陶瓷施加適當的預緊力
在我們的封裝壓電陶瓷以及壓電納米定位臺等產品參數表中，通常會列出拉力這個參數值，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。而適當的預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，開始出現退極化現象，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的預緊力，可以實現功率范圍內動態(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，芯明天可以根據實際需求定制相關的壓電產品。
