Propiedades y aplicaciones de piezocomposites tipo címbalo

Abstract

Los composites metal-cerámica tipo luna y címbalo consisten en discos piezoeléctricos encapsulados con cápsulas metálicas que poseen una cavidad. Esta cavidad favorece la amplificación de los efectos piezoeléctricos directo e inverso. Estos actuadores llenan el escalón entre actuadores multicapa, con desplazamientos pequeños y fuerzas generativas elevadas, y actuadores bimorfos, con desplazamientos grandes y fuerzas generativas pequeñas. El actuador tipo luna alcanza desplazamientos de más de 100mm, fuerzas generativas máximas de hasta varios N´s, tiempos de respuesta desde 20 hasta 100ms, y baja respuesta en ensayos de fatiga a más de 10 7 ciclos. Los actuadores tipo címbalo muestran desplazamientos dos veces mayores que los obtenidos con actuadores tipo luna para el mismo tamaño, fuerzas generativas mucho mayores y la posibilidad de eliminar la dependencia del desplazamiento con la temperatura mediante selección de los materiales. Además poseen unas características únicas de sintonización que permiten seleccionar distintas frecuencias de resonancia con el mismo actuador. Palabras clave: actuador piezoeléctrico, címbalo, piezocomposite, hidrófono, acelerómetro. Properties and Applications of Cymbal piezocompositesThe metal-ceramic composite actuators, moonies and cymbals consist in capped piezoceramic disks with metallic endcaps having cavities inside. These cavities favour the amplification of direct and reverse piezoelectric effects. These actuators fill the gap between high displacement low generative force bimorph actuators and low displacement high generative force multilayer ceramic actuators. The moonie actuator can give displacements greater than 100 mm, maximum generative force of 3N to several N´s, response time of 20 to 100 ms, and low fatigue test response for more than 10 7 cycles. Cymbals actuators shows twice as big as displacement than moonie for the studied size, much higher generative force and the possibility to avoid the temperature dependence of the displacement for selected materials. Properties of cymbal actuators can be tailored trough the selection of materials. Also, cymbal actuators can be tuned to adopt different resonance frequencies. INTRODUCCIÓNLa necesidad de dispositivos más precisos en campos como la óptica, robótica, microcirugía y la demanda de motores cada vez más pequeños han renovado el enfoque en el diseño de transductores de desplazamiento (1). Los transductores de desplazamiento pueden ser clasificados en dos grupos principales. El primer grupo consiste en transductores de desplazamiento convencionales: cilindros de presión de aceite, motores servo o "paso a paso" y bobinas de altavoz. Cada uno de estos tipos de dispositivos de desplazamiento convencionales generan desplazamientos grandes, pero necesitan mucho espacio, su precisión en posicionamiento es insuficiente y tienen tiempos de respuesta grandes. El segundo grupo incluye los transductores (actuadores) de desplazamiento de estado sólido: efecto de memoria de forma, magnetostrictivos y piezoeléctricos/electroestr...

El Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio en el S.C.I. Oportunidades y riesgos

“…Está decisión, arriesgada, se basaba en diversos criterios, unos de tipo económico y de imposibilidad de competir con las grandes revistas anglosajonas y otros relacionados con el objetivo central de la revista: favorecer la difusión científica y tecnológica en unas áreas como la cerámica y vidrio muy vinculadas a sociedades en proceso de modernización, en las que la construcción y las infraestructuras juegan un papel relevante en su actividad científica y técnica (6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14). Al mismo tiempo la revista debería propiciar los procesos de diversificación industrial en aquellos otros países en que la industria cerámica haya alcanzado una etapa de madurez.…”

Piezocomposites metal-cerámica como elementos activos en acelerómetros

“…El diseño tipo címbalo consiste en un disco piezoeléctrico encapsulado entre dos cápsulas metálicas con una cavidad en forma de cono truncado (10). Estas cápsulas tienen forma de platillo de orquesta o címbalo, de ahí su nombre (figura 1).…”