[实用新型]具有抗疲劳开裂外电极的多层压电式微位移致动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多层压电式微位移致动器的改善。

背景技术

多层压电式微位移致动器是一种公知技术，它由多层压电层(1)堆叠成压电材料堆，并且所述的压电层的每相邻两层之间均设置有一个内电极(2)，所述的压电材料堆的两侧面上设置有两条互不接触的并沿着该压电材料堆的堆垛高度方向延伸的外电极(3)，相邻的两个内电极分别与不同的外电极相导通连接，参见图1。

以上所述的压电材料堆的制作方法也是公知的，该制作方法来源于独石电容器的制作方法，首先由多层压电层坯膜及内电极浆料按照预定的方式堆叠，通过等静压压制，然后切割成所需大小后烧结；也可采用先将压电层坯膜制成压电层单片，再利用内电极在加热成高温时产生的粘性或者使用胶粘剂胶粘的方法将压电层单片及内电极交替粘接的假独石电容器制作方法。

在传统的多层压电式微位移致动器中，两组内电极通过涂覆在压电材料堆的侧面上的两条互不接触的金属涂层——外电极连接引出，参见图1，多个压电层之间的内电极交替与一条外电极相连通，形成两组互不连通的电极组。当致动器在外加电压的作用下不断伸长或缩短，外电极受到较大的交变应力的作用，很容易导致外电极产生裂纹(6)，该裂纹易导致外电极的电阻变大从而引起电弧，电弧使外电极很快断裂。外电极断裂导致电流的阻断，从而整个致动器不能正常的工作，这些都是传统的多层压电式微位移致动器存在的问题。

申请号为“CN200620126941.0”的中国实用新型专利公开了一种多层压电式微位移致动器，该致动器的外电极包括贴覆在压电陶瓷堆外侧的具有防导电离子迁徙的导电阻挡层和贴覆在该导电阻挡层外侧的具有防裂缝的导电弹性层。该导电弹性层能够抵抗较大的外界交变应力，并且即使导电阻挡层开裂外电极还能具有良好的传导性能。

上述实用新型专利在实际生产中得到了很好的应用，然而该种结构的多层压电式微位移致动器仍然存在一些不足。整个多层压电式微位移致动器为精密零件，导电弹性层只能是较薄的一层，在使用中容易产生疲劳开裂或者由于较大变形而断裂，进而导致整个致动器的失效。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提高多层压电式微位移致动器的疲劳强度和增强其弹性。

本实用新型所采用的技术方案是：一种具有抗疲劳开裂外电极的多层压电式微位移致动器，它包括一个由多层压电层堆叠而成的压电材料堆、设置在每相邻两层所述的压电层之间的内电极，所述的外电极为互不接触的两条，两条所述的外电极分别设置在所述的压电材料堆的两侧并沿着该压电材料堆的堆垛高度方向延伸，所述的外电极包括贴覆在所述的压电材料堆侧面的内导电层以及贴覆在所述的内导电层的外侧面的金属弹性片，相邻的两个内电极分别与两条不同的内导电层电连接，所述的金属弹性片上还开设有多个通孔。

所述的压电层的材料为电致伸缩材料，优选压电陶瓷、压电晶体中的一种。

所述的金属弹性片与所述的内导电层相焊接或者粘接。

所述的金属弹性片的材料为导电金属单质或者导电合金中的一种。

所述的金属弹性片的厚度为0.02mm至0.8mm范围。

所述的通孔可选长条形、菱形、椭圆形、圆形等形状；或者，作为开设通孔的替代方案，还可以将金属片制作成S形或Z形(图8)，使金属片具有较好的弹性。

由于上述技术方案的采用，金属弹性片在交变应力的作用下不易产生疲劳开裂，在产生较大变形时也不会断裂，延长了多层压电式微位移致动器的使用寿命和提高了其抗冲击能力。

附图说明

图1为公知的多层压电式微位移致动器的结构示意图；

图2为图1的致动器由于受到较大的外界交变应力而产生裂纹的示意图；

图3为本实用新型的多层压电式微位移致动器的结构示意图，其中通孔为长条状；

图4为图3的A方向的侧视图；

图5为图4的金属弹性片在受到外界拉力时的变形图；

图6为金属弹性片的菱形通孔实施例；

图7为金属弹性片的椭圆形通孔实施例；

图8为金属弹性片的“S”形或“Z”形形状实施例；

其中1、压电层，2、内电极，3、外电极，4、内导电层，5、金属弹性片，51、通孔，6、裂纹。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：