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介電彈性體是一種當施加高電場時材料會承受顯著應變并改變形狀的彈性體。
彈性體是一個由“彈性"和“聚合物"兩個詞組合而成的新詞。它是指具有彈性的聚合物，橡膠就是一個典型的例子。
介電彈性體是將電能轉化為機械動能的彈性體。一般來說，該材料必須具有高介電常數(shù)且相對柔軟，并且正在研究和開發(fā)以利用其特性功能將其投入實際應用。
介電彈性體的應用
介電彈性體正處于研發(fā)階段。未來應用的例子包括各種致動器，例如人造肌肉。
目前實際使用的執(zhí)行機構大多是伺服電機式或液壓式，其轉換效率有限。為了實現(xiàn)考慮環(huán)境問題的脫碳社會，工業(yè)界需要采用新節(jié)能技術的執(zhí)行器。
介電彈性體具有較高的能量轉換效率，因此有望應用于小型且節(jié)能運行的執(zhí)行器。與壓電元件不同，我們還關注其發(fā)電功能（能量收集），該功能使其能夠將形狀的逐漸變化轉換為電能，以及其傳感器功能，該功能應用隨形狀變化而發(fā)生的線性電容變化。材料已經(jīng)是了。
介電彈性體原理
可膨脹電極應用在介電常數(shù)相對較高的彈性體材料的頂部和底部，并施加高電壓。夾在上下電極之間的介電結構是電容器，由于庫侖力對彈性體施加膨脹和收縮壓力。施加到彈性體上的壓力是電壓的平方乘以介電常數(shù)除以電極之間的距離的平方。
介電彈性體的結構
施加到介電彈性體上的壓力比較大。為了使彈性體材料能夠承受大應變，它們需要柔軟且易于拉伸，并且經(jīng)常使用丙烯酸和有機硅材料。
由于電容器的庫侖力被用作動能源，因此無論彈性體的形狀如何變化，電極都必須與彈性體持續(xù)接觸。因此，潛在的電極材料包括金屬或石墨粉末，或石墨和硅油的混合物。
當使用介電彈性體通過電場驅動時，只有很小的電流流動，幾乎沒有熱損失。驅動電場高，能量轉換效率高。需要具有高介電擊穿強度的彈性體材料，并且正在進行積極的研究和開發(fā)。
介電彈性體的類型
介電彈性體致動器由夾在兩個電極之間的彈性體膜組成。當向電極施加高電壓時，電極之間的靜電引力導致彈性體膜在厚度方向上收縮并在平面方向上膨脹。變形可以通過電氣控制，可以應用于設備和機器人的運動。
1. 內額頭執(zhí)行器
這是一個帶有兩個涂有介電彈性體的電極的執(zhí)行器。
2. 圓柱執(zhí)行機構
一種涂有彈性體薄膜并纏繞在氣缸上的致動器，用于閥門和微型機器人。當施加電壓時，會在軸向產(chǎn)生力，導致其膨脹。可以纏繞壓縮彈簧使用，也可以不帶芯使用。
3. 隔膜執(zhí)行器
隔膜的薄膜充當執(zhí)行器。將其弄平并在 z 軸方向施加力。
4. 外殼式執(zhí)行機構
具有連接到彈性體薄膜上特定位置的多個電極的執(zhí)行器可以在水或空氣中推動車輛。當施加電壓時，彈性體薄膜形成復雜的三維結構。
5. 疊層執(zhí)行器
這是一種具有大作用力和變形的層狀表面型致動器。
6. 厚度執(zhí)行器
這是在 z 軸方向施加位移或力的執(zhí)行器。平膜堆疊以增加 z 軸方向的位移。
