电极结构及压电陶瓷驱动器件的制作方法

摘要: 本申请属于压电陶瓷驱动器件,更具体地说,是涉及一种电极结构及压电陶瓷驱动器件。背景技术:1、压电驱动器在工作过程中需要依靠逆压电效应频繁地产生微幅变形来实现精确...
电极结构及压电陶瓷驱动器件的制作方法

本申请属于压电陶瓷驱动器件,更具体地说,是涉及一种电极结构及压电陶瓷驱动器件。

背景技术:

1、压电驱动器在工作过程中需要依靠逆压电效应频繁地产生微幅变形来实现精确的驱动与定位,这种周期性应变是其正常工作的基础。然而,正是这种持续的交变载荷对附着于压电材料表面的外电极构成了严峻挑战。

2、常规的外电极结构,例如直接沉积的金属薄膜或粘贴的薄片电极,其自身柔韧性有限,与压电材料在热膨胀系数及变形能力上的匹配度不佳,难以完全跟随压电元件的动态形变。这种不协调导致电极材料内部会积累显著的循环应力,使其缓解来自压电体疲劳载荷的能力不足。

3、长期作用下,易引发电极层出现微裂纹并扩展,最终导致电极片自身断裂、从压电体表面剥离等疲劳失效问题;同时,电极与外部引线连接的焊点部位也因应力集中而成为薄弱环节,存在较高的脱落风险。这些电极系统的可靠性问题,会直接造成驱动器电路开路或性能衰减,从而制约了压电驱动器的整体使用寿命与长期工作的稳定性。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供电极结构及压电陶瓷驱动器件,以解决现有技术中存在的电极的韧性不足,与压电元件的结合能力不强的技术问题。

2、为实现上述目的,本申请采用的技术方案是:

3、提供一种电极结构,包括:

4、柔性电极片体;

5、第一通槽,全部位于所述柔性电极片体的轮廓内;

6、和/或,第二通槽,至少部分与所述柔性电极片体的轮廓相交;

7、所述柔性电极片体延展或收缩时,所述第一通槽和/或所述第二通槽形变,以适应所述柔性电极片体的形变。当压电器件工作并引起柔性电极片体发生延展或收缩时,第一通槽和/或第二通槽能够随之产生适应性形变,通过槽结构的开合或形态变化有效释放电极片体中的应力,从而提升电极在循环变形过程中的柔性与耐久性。

8、作为上述技术方案的进一步改进:

9、可选的,所述第一通槽和所述第二通槽沿所述柔性电极片体的长度方向依次交替设置,使得第一通槽和第二通槽的不同结构特性能够沿长度方向组合发挥作用,从而在柔性电极片体承受来自压电器件的往复形变时,更均匀、有效地调节和释放其整体结构内的应力,优化电极的柔顺性与疲劳耐久性。

10、可选的,所述第一通槽和所述第二通槽彼此平行且间隔设置,能够使应力在柔性电极片体的特定方向上得到更为规则和可控的分布与释放,当电极片体因压电器件的驱动而发生定向伸缩时,各通槽能够协调一致地产生形变,从而系统性地增强电极结构在该方向上的变形顺应能力与可靠性。

11、可选的,所述第一通槽包括沿所述柔性电极片体的宽度方向延伸设置的横向通槽部,和/或,沿所述柔性电极片体的长度方向延伸设置的纵向通槽部,所述横向通槽部与所述纵向通槽部相交设置,使得第一通槽形成了连续的网格状应力释放结构,能够有效适应柔性电极片体在多个方向上的复杂形变;

12、所述第二通槽设于所述横向通槽部和/或所述纵向通槽部之间,进一步增强了局部区域的柔韧性,二者协同工作,共同提升电极片体在动态工作条件下的整体耐久性。

13、可选的,所述第一通槽为条形槽或方形槽,所述第一通槽沿所述柔性电极片体的长度和/或宽度方向设有多个,且相对于所述柔性电极片体的长度对称设置,有效避免了因结构不对称导致的局部应力集中,从而提升了电极结构在循环载荷下的形态稳定性和抗疲劳性能。

14、可选的,所述柔性电极片体沿预设振幅和振动频率的波浪线方向延伸设置,不仅增大了电极片体的有效伸缩余量,还通过其波状轮廓进一步优化了应力分布,显著增强了电极在动态工作环境下适应反复形变的能力。

15、可选的,还包括分隔孔,所述分隔孔相对于所述柔性电极片体的宽度居中设置,且所述分隔孔位于各所述第一通槽或所述第二通槽之间,分隔孔在电极片体上形成了额外的应力释放节点,能够有效阻断或减弱应力在槽间区域的传递与累积,从而与第一通槽和第二通槽协同作用,进一步细化并优化了电极片体在复杂形变下的应力分布状态,增强了结构的整体柔韧性与可靠性。

16、本申请提供的电极结构的有益效果在于:

17、本申请提供的电极结构包括柔性电极片体,在该柔性电极片体上设置有第一通槽和第二通槽中的至少一者,即该结构可包含第一通槽、或第二通槽、或两者同时存在。

18、第一通槽完全设置在柔性电极片体的轮廓内部,其整体不超出电极片体的边界;而第二通槽则被配置为至少有一部分与柔性电极片体的轮廓相交,即其结构延伸至电极片体的边缘或形成开口。当压电器件工作并引起柔性电极片体发生延展或收缩时,第一通槽和/或第二通槽能够随之产生适应性形变,通过槽结构的开合或形态变化有效释放电极片体中的应力,从而提升电极在循环变形过程中的柔性与耐久性。

19、本申请还提供一种压电陶瓷驱动器件,包括上述的电极结构。

20、当压电驱动堆栈在工作电压下产生往复形变时,集成于其上的电极结构能够通过第一通槽、第二通槽等特征有效地适应形变、释放应力,从而显著提升整个压电陶瓷驱动器件的机械可靠性及使用寿命。

1.一种电极结构,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的电极结构,其特征在于,所述第一通槽(2)和所述第二通槽(3)沿所述柔性电极片体(1)的长度方向依次交替设置。

3.如权利要求2所述的电极结构,其特征在于,所述第一通槽(2)和所述第二通槽(3)彼此平行且间隔设置。

4.如权利要求2所述的电极结构,其特征在于,所述第一通槽(2)包括沿所述柔性电极片体(1)的宽度方向延伸设置的横向通槽部,和/或,沿所述柔性电极片体(1)的长度方向延伸设置的纵向通槽部,所述横向通槽部与所述纵向通槽部相交设置;

5.如权利要求2所述的电极结构,其特征在于,所述第一通槽(2)为条形槽或方形槽,所述第一通槽(2)沿所述柔性电极片体(1)的长度和/或宽度方向设有多个,且相对于所述柔性电极片体(1)的长度对称设置。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的电极结构,其特征在于,所述柔性电极片体(1)沿预设振幅和振动频率的波浪线方向延伸设置。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的电极结构,其特征在于,还包括分隔孔(4),所述分隔孔(4)相对于所述柔性电极片体(1)的宽度居中设置,且所述分隔孔(4)位于各所述第一通槽(2)或所述第二通槽(3)之间。

8.一种压电陶瓷驱动器件,其特征在于,包括如权利要求1至7中任意一项所述的电极结构。