MFC压电纤维复合材料驱动器的作用

智能材料与结构是一种新型的高科技技术，也是一门综合科学，它涉及材料、力学、物理、化学、电子、控制等多个学科。智能材料与结构的应用前景非常广阔，有望在航空、航天、舰船、自动控制等领域得到广泛的应用。MFC压电纤维复合材料就是一种新型的压电智能材料。

传统的压电陶瓷片材料存在许多缺陷。例如：容易出现脆性断裂，在处理和焊接时需要特别小心，无法应用于应变较大的场合。在长期使用过程中，压电陶瓷内部容易出现微小裂纹，可靠性降低，且很难粘贴在表面弯曲的结构上。压电陶瓷片的这些缺点也限制了压电陶瓷的广泛应用。鉴于这样的原因，MFC压电纤维复合材料应运而生，通过将压电陶瓷材料与其它结构材料的优异特性复合的方式，形成一个整体的执行器或传感器，弥补了单层压电陶瓷片的不足。基于压电复合材料的优势，MFC也得到了广泛的应用。

 

图、MFC驱动器结构示意图

MFC压电复合材料是将压电陶瓷材料和柔性聚合物按一定的连通方式、一定的体积或重量比例以及一定的空间几何分布制成的材料，两种材料的复合可以使其优势互补，获得既具有较强压电特性，同时又具有良好韧性的综合性能优异的压电材料。压电复合材料不仅可以解决传统技术中难于解决的问题，而且其作用也是其他材料难以取代的。

 

MFC工作模式

 

 

MFC P1模式

MFC  P1 F1 S1型（d33效果），伸长型

 

注：白色箭头代表电场方向（极化方向），黑色箭头表示形变方向。

P1型MFC，包括F1和S1型，利用d33效应进行促动，如果在-500V至+ 1500V 的电压下工作，则可延长至1800ppm。P1型MFC也是非常灵敏的应变传感器。

MFC P2模式

MFC  P2 P3型（d31效果），收缩型

 

 

注：白色箭头代表电场方向（极化方向），黑色箭头表示形变方向。

P2和P3型MFC利用d31效应进行促动，如果在-60V至+360V的电压下工作，则收缩高达750ppm。P2和P3型MFC主要用于能量收集和应变传感器。

 

MFC应用

目前MFC主要用于振动传感器和驱动器，将MFC与结构材料粘接在一起，通过自身的变形使结构材料发生形变，也可以用来检测结构材料所受的外力作用。MFC可以产生相反的作用力来抵消外力作用，从而减小结构材料的变形，即抑制振动。

 

 

MFC产品参数

ymf