多层技术无法用于生产大位移的压电执行器。TDK能为内部电极系统提供多种解决方案:银钯合金 (AgPd),多数厂商在用的行业标准材料;铜 (Cu),TDK独有。
在恶劣工况下,铜更具优势,因为AgPd系统在潮湿条件下容易出现问题,比如可能出现银迁移,从而引发执行器故障。
我们在潮湿工况下进行了一系列多层层叠产品的性能测试,其中清晰地显示了这一点。在温度为85 °C,相对湿度为85%条件下,Ag含量为95%的压电层叠产品通常在约100万次循环后失效。降低Ag含量可显著延长循环次数,但即使将Pd含量提高到25%,层叠产品在约400万次循环后仍然会失效。但使用Cu作为内部电极的层叠产品即使经过1亿次循环也未出现一次故障。
虽然增加Pd含量有助于克服潮湿工况下的问题,但经济成本很大:
钯已然是多层压电元件材料成本中的“大户”:仅在过去十年中,钯的平均成本增加了四倍多,成为推高压电执行器价格的主要成本因素。
使用铜作为内部电极能避免未来Pd价格上涨的影响。