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压电陶瓷由于其压电特性、机电耦合系数高等特点在科研、工业、国防等精密定位控制领域得到广泛的应用，其中压电陶瓷动态操作应用占比较大，比如减震抑震、精密加工、精密检测等等，需要动态应用的客户在咨询压电陶瓷的时候往往希望可以获得的使用频率越大越好，那么压电陶瓷到底可以实现多大的频率呢？

因为影响频率的因素有很多，且应用方式不尽相同，我们只提供压电陶瓷在空载情况下的谐振频率作为参考。而这一谐振频率也就是压电陶瓷的固有频率并不能作为使用频率，它所能体现的是压电陶瓷的响应时间。

针对具体的应用，压电陶瓷的使用频率该如何评估呢？我们一起来了解一下:

功  率  限  制

为了延长压电陶瓷的使用寿命，我们建议客户在安全功率范围内使用压电陶瓷。

压电陶瓷在动态操作下会因为伸缩过程内部的摩擦而生热，过热的温度会影响压电陶瓷的性能，甚至导致压电陶瓷的损坏。

  系统谐振频率系统谐振频率

压电陶瓷在加一定负载之后，系统的谐振频率会随之降低，所以确定了外部机械负载之后需要计算系统的谐振频率。系统谐振频率通常采用计算公式：

动  态  力

压电陶瓷在动态操作的过程中，由于压电陶瓷的快速伸缩，会产生动态力，动态力过大会导致压电陶瓷在伸缩过程中受到拉力而影响使用寿命，甚至造成压电陶瓷直接损坏。

因此动态操作我们推荐使用加载有一定预紧力的封装型压电陶瓷，但是预紧力是有限的，通常为压电陶瓷zui大负载的十分之一左右，更高频率动态应用，我们接受特殊定制更大预紧力的压电陶瓷，原则上动态力不要超过预紧力，以保证压电陶瓷不受动态力引起的过大拉力的影响，使压电陶瓷的可靠性及使用寿命得到保障。

 尤其是外部加有负载的情况下，动态力会随着负载增大大幅增加，更需要提前计算系统的动态力，以确保压电陶瓷在安全动态力范围内工作。动态力的计算公式如下：

芯明天封装型压电陶瓷，例如：系统有效质量为1kg，工作频率1000Hz，位移4μm，动态力约等于±80N。

电  流  限  制

压电陶瓷属于容性负载，需要足够大的电流才能实现所需频率响应。

对于一些尺寸比较大的压电陶瓷来说，静电容量相对较大，想要让其实现高频振动，则需要足够大供电电流的压电陶瓷驱动电源，芯明天推出的E52压电陶瓷驱动电源，峰值电流可达17A。

  为什么单层压电陶瓷可以在谐振点上高频振动呢？

我们都知道，在谐振点也就是固有频率点上工作，压电陶瓷可以获得更大的位移。

单层压电陶瓷通常使用的是其谐振频率，目前芯明天可以提供的单层压电陶瓷片zui大的谐振频率可达8MHz，为什么单层压电陶瓷可以在谐振点高频振动而叠堆压电陶瓷却不可以呢？ 

◎ 单层压电陶瓷为一体式结构压电陶瓷，高频振动对于陶瓷结构本身不会造成损坏；

◎ 相对来说，单层压电陶瓷静电容量较小；

◎ 叠堆压电陶瓷是通过100um以内的压电陶瓷层与电极层交替粘接共烧而成，谐振点长期振荡会引起陶瓷层的断裂损坏；

◎ 叠堆压电陶瓷静电容量较大，压电陶瓷通过充放电来完成周期循环，用于产生力或者位移，无机械能存储，造成很大一部分能量的损耗，变成了热量；

单层压电陶瓷可以选择软材料或硬材料来制作所需的压电陶瓷元件，其在共振点上的位移会随着材料的选择而大不相同。

压电陶瓷软材料，具有非常低的质量因子、非常高的机械阻尼，在谐振点位移放大小于10倍以内，叠堆压电陶瓷主要采用的是压电陶瓷软材料，而压电陶瓷硬材料，具有低的机械阻尼，质量因子大于1000，振荡位移要比软材料的压电陶瓷大很多。

另外，选择硬材料作为超声应用的单层压电陶瓷具有很强的机械存储能力，非常低的电-机能量转换，机械振荡能量大幅度叠加形成更大的振荡幅值。然而，采用软材料制成的压电陶瓷在谐振点，积累振荡能量的能力远远小于超声陶瓷。