Producción y caracterización de actuadores piezoeléctricos tipo RAINBOW. Ventajas respecto de otros dispositivos tradicionales

Un nuevo actuador piezoeléctrico denominado RAINBOW está siendo intensamente estudiado a causa de los extremadamente altos desplazamientos que es capaz de realizar. La motivacion del presente trabajo se centra en la caracterización exhaustiva de este tipo de actuadores, en términos de la dependencia del máximo desplazamiento y de la fuerza generados en función de la amplitud y la frecuencia del voltaje aplicado, asi como de la temperatura. Dicha caracterización será objeto en algunos casos de comparación con los resultados presentes en la literatura respecto de otros actuadores piezoeléctricos tradicionales. El trabajo explora dos tipos de composiciones utilizadas en la fabricación de RAINBOWS: una electrostrictiva basada en PLZT y otra ferroeléctrica basada en PZT. Los resultados obtenidos demuestran que este tipo de actuadores pueden ser diseñados en función de su espesor para optimizar sus propiedades. En término de máximo desplazamiento generado y máxima fuerza generada aumentan a razón de 7446 10-12m/V y 2.9 N/kV, respectivamente, por cada mm de incremento del diametro del actuador. La variación con la frecuencia de dichas propiedades a lo largo del rango comprendido entre 0.01Hz y 500Hz se mantiene inferior al 20% en el caso de máximos desplazamientos, y del 10% para las fuerzas de bloqueo. La estabilidad de las propiedades en función de la temperatura presentan una inesperada variación del 50% en el rango térmico estudiado (desde -40ªC hasta 50ªC).

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