【摘要】：壓電變壓器的散熱問題限制了其在高功率場合的應(yīng)用。接觸式散熱裝置為壓電變壓器提供了良好的散熱途徑,對其功率密度帶來了革命性的提升,同時,也帶來了壓電變壓器表面電極的摩擦、磨損問題。因此,該文提出在壓電變壓器和散熱裝置中插入厚22μm石墨紙墊片的方式。實驗結(jié)果表明,持續(xù)工作80h時,使用石墨紙墊片方式的電極磨損是直接接觸電極磨損的53%。兩種方式的散熱裝置溫升無明顯差別,對減緩壓電變壓器電極磨損的研究有一定的參考意義。
【圖文】：

圖１壓電變壓器尺寸示意圖

減少壓電變壓器的使用壽命�？紤]到石墨紙材料因其ｘ－ｙ向優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，廣泛運用于手機等電子產(chǎn)品的散熱，因此，本文使用厚２２μｍ石墨紙墊片，研究了其對帶散熱裝置的單層矩形壓電變壓器的輸出影響和接觸電極面的保護，對延緩壓電變壓器的磨損，延長壓電變壓器的使用壽命有一定的參考和指導(dǎo)意義。１壓電變壓器微動磨損模型１．１輪廓振型壓電變壓器壓電變壓器材料選用ＰＺＴ－４，輪廓振型尺寸為３０ｍｍ×２０ｍｍ×０．４ｍｍ，電極從中間劃分，使輸入、輸出部分對稱（見圖１）。圖２為壓電變壓器三維有限元仿真的輪廓振型的振動模式。圖１壓電變壓器尺寸示意圖圖２輪廓振型振動模式１．２微動磨損微動是指相互作用的２個材料間以很小的運動幅度相對運動［１２］，對材料有兩種形式的損傷：１）磨損。微動造成相互作用的兩物體的直接接觸表面的磨損，造成物體材料損失和尺寸變化。２）疲勞。微動造成相互作用兩物體表面裂紋的產(chǎn)生和擴張，造成物體損傷，減少使用壽命。根據(jù)構(gòu)件和基底相互作用力和相對運動的不同，微動有切向微動、徑向微動、滾動微動和扭動微動４種基本模式。圖３為微動運行的４種基本模式。圖中，，ｐ為施加在構(gòu)件表面的正壓力，Ｄ為構(gòu)件的位移方向。根據(jù)輪廓振型的運動特點，壓電變壓器在工作時，厚度方向的位移相對長度和寬度方向的位移很小，因此，輪廓振型的壓電變壓器和散熱裝置的微動模式可視為切向微動。圖３微動運行的４種基本模式示意圖本文采用表面處理技術(shù)來延緩壓電變壓器的工作磨損，表面處理技術(shù)主要分為表面涂層和表面墊片兩種方式。使用表面墊片的方式，即在兩接觸表面間插入墊片的方式，目
【作者單位】： 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項目(61301041) 中國博士后科學(xué)基金面上資助項目(2015M580252) 江蘇省博士后科研資助計劃基金資助項目(1501135B) 江蘇省基礎(chǔ)研究計劃(自然科學(xué)基金)-面上基金資助項目(BK20161235) 蘇州市科技計劃基金資助項目(SYG201607)
【分類號】：TN384


本文編號：2542695