MFC壓電纖維復合材料驅動器

智能材料與結構是一種新型的高科技技術，也是一門綜合科學，它涉及材料、力學、物理、化學、電子、控制等多個學科。智能材料與結構的應用前景非常廣闊，有望在航空、航天、艦船、自動控制等領域得到廣泛的應用。MFC壓電纖維復合材料就是一種新型的壓電智能材料。

傳統的壓電陶瓷片材料存在許多缺陷。例如：容易出現脆性斷裂，在處理和焊接時需要特別小心，無法應用于應變較大的場合。在長期使用過程中，壓電陶瓷內部容易出現微小裂紋，可靠性降低，且很難粘貼在表面彎曲的結構上。壓電陶瓷片的這些缺點也限制了壓電陶瓷的廣泛應用。鑒于這樣的原因，MFC壓電纖維復合材料應運而生，通過將壓電陶瓷材料與其它結構材料的優異特性復合的方式，形成一個整體的執行器或傳感器，彌補了單層壓電陶瓷片的不足。基于壓電復合材料的優勢，MFC也得到了廣泛的應用。

圖、MFC驅動器結構示意圖

MFC壓電復合材料是將壓電陶瓷材料和柔性聚合物按一定的連通方式、一定的體積或重量比例以及一定的空間幾何分布制成的材料，兩種材料的復合可以使其優勢互補，獲得既具有較強壓電特性，同時又具有良好韌性的綜合性能優異的壓電材料。壓電復合材料不僅可以解決傳統技術中難于解決的問題，而且其作用也是其他材料難以取代的。

MFC工作模式

MFC P1模式

MFC  P1 F1 S1型（d33效果），伸長型

注：白色箭頭代表電場方向（極化方向），黑色箭頭表示形變方向。

P1型MFC，包括F1和S1型，利用d33效應進行促動，如果在-500V至+ 1500V 的電壓下工作，則可延長至1800ppm。P1型MFC也是非常靈敏的應變傳感器。

MFC P2模式

MFC  P2 P3型（d31效果），收縮型

注：白色箭頭代表電場方向（極化方向），黑色箭頭表示形變方向。

P2和P3型MFC利用d31效應進行促動，如果在-60V至+ 360V的電壓下工作，則收縮高達750ppm。P2和P3型MFC主要用于能量收集和應變傳感器。

MFC應用

目前MFC主要用于振動傳感器和驅動器，將MFC與結構材料粘接在一起，通過自身的變形使結構材料發生形變，也可以用來檢測結構材料所受的外力作用。MFC可以產生相反的作用力來抵消外力作用，從而減小結構材料的變形，即抑制振動。

MFC產品參數