我們經(jīng)常會遇到客戶咨詢壓電陶瓷使用溫度各式各樣的問題，壓電陶瓷能耐高溫嗎？低溫環(huán)境陶瓷可以使用嗎？溫度對壓電陶瓷的影響大嗎？那么今天我們就來說一說溫度對壓電陶瓷的影響有哪些。
壓電陶瓷材料性能取決于溫度，溫度的變化會使壓電陶瓷的性能發(fā)生很大的改變，比如：靜電容量和損失因子會隨著溫度的升高而增加，過高的溫度會降低性能以及使用壽命。因此溫度是影響實(shí)驗效果非常重要因素，建議使用者在不同的應(yīng)用環(huán)境下需要將溫度因素考慮進(jìn)入實(shí)驗過程。
溫度升高會導(dǎo)致壓電陶瓷的介電常數(shù)明顯改變，即靜電容量會發(fā)生改變，從室溫升高到80℃壓電陶瓷的靜電容量會增長40%左右。
壓電陶瓷的使用溫度范圍？這取決于壓電陶瓷材料的居里溫度，我們通常使用的疊堆型壓電陶瓷pst150系列，居里溫度為155℃，建議安全使用溫度為-25~80℃，對于高壓壓電陶瓷hs/ht材料居里溫度為340℃，建議安全使用溫度為175℃左右。低壓高溫壓電陶瓷可以耐受的溫度為200℃。壓電陶瓷的存儲溫度范圍？建議存儲溫度在-5~40℃，相對濕度＜40%。動態(tài)操作控制器的選擇： 動態(tài)操作壓電陶瓷時，由于壓電陶瓷伸縮過程中內(nèi)部摩擦產(chǎn)生熱量，大約5%-20%的驅(qū)動電能轉(zhuǎn)換成壓電陶瓷產(chǎn)生的熱量。壓電陶瓷在動態(tài)操作的時候會產(chǎn)生熱量從而溫度升高，此時壓電陶瓷的靜電容量也會隨之升高，因此在選擇配套控制器時，不能單純的按照參數(shù)表中常溫測得的靜電容量來計算所需電流。
居里溫度：壓電陶瓷的居里溫度是磁性轉(zhuǎn)變的溫度，壓電陶瓷達(dá)到居里溫度點(diǎn)后，壓電陶瓷將會產(chǎn)生*性退極化，越接近壓電陶瓷的居里溫度，壓電陶瓷的性能改變越大，因此在使用壓電陶瓷的過程中，一定要遠(yuǎn)低于居里溫度使用，不高于居里溫度的一半。不同材料壓電陶瓷的居里溫度點(diǎn)不同，一般，低壓疊堆壓電陶瓷的居里溫度點(diǎn)大概是150-200℃，低壓高溫壓電陶瓷的局里溫度點(diǎn)為340℃左右，高壓壓電陶瓷的居里溫度大概是215-340℃。熱膨脹系數(shù)是多少？低溫疊堆共燒壓電陶瓷（在-40~120℃范圍內(nèi)）的軸向線膨脹系數(shù)為負(fù)數(shù) -5ppm/℃，高壓壓電陶瓷的線膨脹系數(shù)為+2ppm/℃。壓電應(yīng)變能力有的改變嗎？壓電陶瓷的應(yīng)變能力即：位移/電壓 是以d33系數(shù)體現(xiàn)在材料參數(shù)表里的，與室溫操作相比溫度降低的時候，應(yīng)變能力隨之度下降。超低溫操作的時候，壓電效應(yīng)大幅度下降。溫度升高對d33的影響取決于所采用的壓電陶瓷材料的居里溫度。軟材料體現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)壓電效率降低，當(dāng)升高到80℃的時候，疊堆壓電陶瓷pst150/5x5/20 操作電壓在0-150v的時候，位移大概為19μm, 在室溫條件下，位移大概為20μm。高溫壓電陶瓷材料主要為hs/ht，當(dāng)溫度升高到100℃的時候，壓電效能增加5%左右。需要高溫環(huán)境下操作壓電陶瓷怎么辦？很多應(yīng)用可能會在高溫的環(huán)境下操作，這時候標(biāo)準(zhǔn)的壓電陶瓷已無法滿足用戶的需求，只能選擇特殊材料的高溫壓電陶瓷，芯明天可以提供在高溫200℃環(huán)境下使用的疊堆nac6024系列或xmt系列機(jī)械封裝壓電陶瓷，可在150℃溫度環(huán)境下使用。需要高動態(tài)操作壓電陶瓷，如何降低溫度呢？有些需要高頻振動比如精密加工、主動振動控制等應(yīng)用中，如何控制壓電陶瓷因高頻內(nèi)部摩擦導(dǎo)致的溫度升高呢？ 我們常用的方法主要是外部風(fēng)冷散熱或者采用芯明天的熱穩(wěn)定及散熱片裝置進(jìn)行快速導(dǎo)熱，從而降低由于高頻生熱而導(dǎo)致的壓電陶瓷損壞的風(fēng)險。選擇芯明天熱穩(wěn)定裝置，可以使壓電陶瓷的動態(tài)功率提高3倍以上。
壓電陶瓷能耐低溫嗎？當(dāng)然是可以，芯明天可以提供低溫-273℃下使用的壓電陶瓷。但是需要您了解的是低于室溫壓電陶瓷的壓電效應(yīng)會隨之降低，壓電陶瓷所能產(chǎn)生的出力與位移大幅降低，在低溫＜260k時，大約是每k損失0.4%，在液態(tài)氮的環(huán)境下，壓電陶瓷的位移約為室溫位移的10%左右。
我們通常使用的壓電陶瓷為半雙極型壓電陶瓷，即壓電陶瓷可以承受的負(fù)壓為zui大正電壓的20%，由于低溫環(huán)境下，壓電陶瓷材料抵抗退極化的能力急劇增加，在超低溫環(huán)境下，可以雙極型驅(qū)動壓電陶瓷，可以獲得雙倍的位移。比如：pst150 在低溫77°k，應(yīng)變能力降低到室溫的20%，但是可以通過雙極性獲得室溫單極性40%的位移。
在超低溫環(huán)境下，需要選擇導(dǎo)熱性更低的錳銅導(dǎo)線，從而保持低溫環(huán)境不受影響。