ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo
Materiały elektrostrykcyjne
Materiały elektrostrykcyjne Materiały elektrostrykcyjne nazywają się inaczej  elastomerami dielektrycznymi. Dają one większe wartości odkształcenia i siły niż większość konkurencyjnych rozwiązań, ich zdolność do odkształceń jest znacznie wyższa niż piezoceramik (10-30% vs. 0,1-0,3%). Materiały te nazywa się też potocznie sztucznymi mięśniami, ponieważ ich parametry są zbliżone do mięśni.
Zasada działania sztucznych mięśni- siłowników Dużo elastomerów dielektrycznych, np. polimery silikonowe i akrylowe, umieszczonych w dostatecznie silnym polu elektrycznym, kurczy się w kierunku pola i rozszerza w płaszczyźnie do niego prostopadłej, ulegając naprężeniu  Maxwella. Nowe urządzenia przypominają giętkie kondensatory - dwie okładki z oddzielającą je warstwą dielektryka. Po podłączeniu napięcia przeciwległe okładki ładują się dodatnio i ujemnie.
Zasada działania sztucznych mięśni- siłowników Przyciągają się i zgniatają rozdzielający je izolator, który odpowiadając na to zwiększa swoją powierzchnię. Powleka się z obydwu stron cienkie warstwy elastomerów dielektrycznych plastycznym polimerem, który zawiera drobiny przewodzącego węgla. Po połączeniu przewodami z zasilaczem zewnętrzne warstwy z węglem służą za elastyczne elektrody, rozciągające się wraz z materiałem, który znajduje się między nimi. Taka struktura jest podstawową nowych siłowników, czujników i generatorów prądu.
Elastomery dielektryczne Elastomery dielektryczne mogą zwiększać swoje rozmiary nawet czterokrotnie. Są one najefektywniejszymi materiałami elektroaktywnymi, ale nie jedynymi. Napięcia niezbędne do aktywacji elastomerów dielektrycznych są dosyć wysokie - od 1 do 5 kV. Prąd może być zatem mały. Dzięki temu można używać niedrogich cienkich przewodów, a przy tym nie ma problemów z chłodzeniem.
Charakterystyka polimerów odkształcających się.  Działają na zasadzie dyfuzji jonów. Do zasilania potrzebne są jedynie baterie, bo znaczne odkształcenie tworzy się pod wpływem zmiany napięcia o pojedyncze wolty. Jednak, aby prawidłowo działały powinny być wilgotne, dlatego też muszą być szczelnie zamykane w elastycznych koszulkach.  Polimery jonowe  Charakterystyka Polimery
Charakterystyka polimerów odkształcających się. Uaktywniają się prze pole elektryczne. Wymagają więc stosunkowo wysokich napięć, które czasem powodują nieprzyjemne elektrowstrząsy. Polimery te reagują z dużą siła i szybko. Nie potrzebują powłok ochronnych. Wymagają jedynie niewielkich ilości prądu do utrzymania pozycji.  Polimery elektronowe Charakterystyka Polimery
Zastosowanie elastomerów dielektrycznych Dzięki warstwie elastomeru dielektrycznego rozpiętego na sztywnej ramce tworzy się siłownik membranowy. Za zwyczaj  membrana jest wstępnie odkształcona, np. za pomocą sprężyny, umożliwia to po przyłożeniu napięcia wyginanie się w określoną stronę i nie wpadanie w przypadkowe drgania. Siłowniki membranowe wykorzystuje się np. w pompach lub głośnikach. Siłownik membranowy Charakterystyka Zastosowanie
Zastosowanie elastomerów dielektrycznych Pierwszym krokiem produkcji jest nawijanie kilku warstw laminowanych wstępnie naprężonych elastomerów dielektrycznych na sprężynę. Natomiast wstępne naprężenie elastomeru wzdłuż osi ściska sprężynę. Napięcie elektryczne przykładane do warstwy elastomeru powoduje zmniejszenie jej grubości i wydłużenie, co prowadzi do wydłużenia całego elementu.  Siłownik liniowy Charakterystyka Zastosowanie
Zastosowanie elastomerów dielektrycznych Różni się od głośnika,  tym że ma komorę na płyn i dwa zawory zwrotne.  Pompa Tworzy go rozpięta warstwa elastomeru dielektrycznego na ramce. W ten sposób uzyskana membrana, rozciągając się i kurcząc zgodnie z doprowadzanym napięciem, będzie źródłem dźwięku. Może być lekkim, płaskim i tanim głośnikiem, w którym element drgający jednocześnie wymusza ruch i emituje dźwięk. Głośnik Charakterystyka Zastosowanie
Sprawdź swoją wiedzę file:///C:/ Users /Justynka/ Documents /My%20Quiz/ Projects /Materia%C5%82y%20elektrostrykcyjne/ quiz.html

More Related Content

Materiały elektrostrykcyjne

  • 2. MateriaÅ‚y elektrostrykcyjne MateriaÅ‚y elektrostrykcyjne nazywajÄ… siÄ™ inaczej elastomerami dielektrycznymi. DajÄ… one wiÄ™ksze wartoÅ›ci odksztaÅ‚cenia i siÅ‚y niż wiÄ™kszość konkurencyjnych rozwiÄ…zaÅ„, ich zdolność do odksztaÅ‚ceÅ„ jest znacznie wyższa niż piezoceramik (10-30% vs. 0,1-0,3%). MateriaÅ‚y te nazywa siÄ™ też potocznie sztucznymi mięśniami, ponieważ ich parametry sÄ… zbliżone do mięśni.
  • 3. Zasada dziaÅ‚ania sztucznych mięśni- siÅ‚owników Dużo elastomerów dielektrycznych, np. polimery silikonowe i akrylowe, umieszczonych w dostatecznie silnym polu elektrycznym, kurczy siÄ™ w kierunku pola i rozszerza w pÅ‚aszczyźnie do niego prostopadÅ‚ej, ulegajÄ…c naprężeniu Maxwella. Nowe urzÄ…dzenia przypominajÄ… giÄ™tkie kondensatory - dwie okÅ‚adki z oddzielajÄ…cÄ… je warstwÄ… dielektryka. Po podÅ‚Ä…czeniu napiÄ™cia przeciwlegÅ‚e okÅ‚adki Å‚adujÄ… siÄ™ dodatnio i ujemnie.
  • 4. Zasada dziaÅ‚ania sztucznych mięśni- siÅ‚owników PrzyciÄ…gajÄ… siÄ™ i zgniatajÄ… rozdzielajÄ…cy je izolator, który odpowiadajÄ…c na to zwiÄ™ksza swojÄ… powierzchniÄ™. Powleka siÄ™ z obydwu stron cienkie warstwy elastomerów dielektrycznych plastycznym polimerem, który zawiera drobiny przewodzÄ…cego wÄ™gla. Po poÅ‚Ä…czeniu przewodami z zasilaczem zewnÄ™trzne warstwy z wÄ™glem sÅ‚użą za elastyczne elektrody, rozciÄ…gajÄ…ce siÄ™ wraz z materiaÅ‚em, który znajduje siÄ™ miÄ™dzy nimi. Taka struktura jest podstawowÄ… nowych siÅ‚owników, czujników i generatorów prÄ…du.
  • 5. Elastomery dielektryczne Elastomery dielektryczne mogÄ… zwiÄ™kszać swoje rozmiary nawet czterokrotnie. SÄ… one najefektywniejszymi materiaÅ‚ami elektroaktywnymi, ale nie jedynymi. NapiÄ™cia niezbÄ™dne do aktywacji elastomerów dielektrycznych sÄ… dosyć wysokie - od 1 do 5 kV. PrÄ…d może być zatem maÅ‚y. DziÄ™ki temu można używać niedrogich cienkich przewodów, a przy tym nie ma problemów z chÅ‚odzeniem.
  • 6. Charakterystyka polimerów odksztaÅ‚cajÄ…cych siÄ™. DziaÅ‚ajÄ… na zasadzie dyfuzji jonów. Do zasilania potrzebne sÄ… jedynie baterie, bo znaczne odksztaÅ‚cenie tworzy siÄ™ pod wpÅ‚ywem zmiany napiÄ™cia o pojedyncze wolty. Jednak, aby prawidÅ‚owo dziaÅ‚aÅ‚y powinny być wilgotne, dlatego też muszÄ… być szczelnie zamykane w elastycznych koszulkach. Polimery jonowe Charakterystyka Polimery
  • 7. Charakterystyka polimerów odksztaÅ‚cajÄ…cych siÄ™. UaktywniajÄ… siÄ™ prze pole elektryczne. WymagajÄ… wiÄ™c stosunkowo wysokich napięć, które czasem powodujÄ… nieprzyjemne elektrowstrzÄ…sy. Polimery te reagujÄ… z dużą siÅ‚a i szybko. Nie potrzebujÄ… powÅ‚ok ochronnych. WymagajÄ… jedynie niewielkich iloÅ›ci prÄ…du do utrzymania pozycji. Polimery elektronowe Charakterystyka Polimery
  • 8. Zastosowanie elastomerów dielektrycznych DziÄ™ki warstwie elastomeru dielektrycznego rozpiÄ™tego na sztywnej ramce tworzy siÄ™ siÅ‚ownik membranowy. Za zwyczaj membrana jest wstÄ™pnie odksztaÅ‚cona, np. za pomocÄ… sprężyny, umożliwia to po przyÅ‚ożeniu napiÄ™cia wyginanie siÄ™ w okreÅ›lonÄ… stronÄ™ i nie wpadanie w przypadkowe drgania. SiÅ‚owniki membranowe wykorzystuje siÄ™ np. w pompach lub gÅ‚oÅ›nikach. SiÅ‚ownik membranowy Charakterystyka Zastosowanie
  • 9. Zastosowanie elastomerów dielektrycznych Pierwszym krokiem produkcji jest nawijanie kilku warstw laminowanych wstÄ™pnie naprężonych elastomerów dielektrycznych na sprężynÄ™. Natomiast wstÄ™pne naprężenie elastomeru wzdÅ‚uż osi Å›ciska sprężynÄ™. NapiÄ™cie elektryczne przykÅ‚adane do warstwy elastomeru powoduje zmniejszenie jej gruboÅ›ci i wydÅ‚użenie, co prowadzi do wydÅ‚użenia caÅ‚ego elementu. SiÅ‚ownik liniowy Charakterystyka Zastosowanie
  • 10. Zastosowanie elastomerów dielektrycznych Różni siÄ™ od gÅ‚oÅ›nika, tym że ma komorÄ™ na pÅ‚yn i dwa zawory zwrotne. Pompa Tworzy go rozpiÄ™ta warstwa elastomeru dielektrycznego na ramce. W ten sposób uzyskana membrana, rozciÄ…gajÄ…c siÄ™ i kurczÄ…c zgodnie z doprowadzanym napiÄ™ciem, bÄ™dzie źródÅ‚em dźwiÄ™ku. Może być lekkim, pÅ‚askim i tanim gÅ‚oÅ›nikiem, w którym element drgajÄ…cy jednoczeÅ›nie wymusza ruch i emituje dźwiÄ™k. GÅ‚oÅ›nik Charakterystyka Zastosowanie
  • 11. Sprawdź swojÄ… wiedzÄ™ file:///C:/ Users /Justynka/ Documents /My%20Quiz/ Projects /Materia%C5%82y%20elektrostrykcyjne/ quiz.html