電歪とは

電界が電気絶縁体に印加されると、その絶縁体は何らかの形で変形または形状を変える可能性があります。 電気絶縁体のこの特性は、電歪と呼ばれます。 具体的には、電歪は、ひずみと電場の間、またはひずみと分極の間の結合です。 この結合は、電界が材料に印加されたときにのみ発生します。 電歪材料を使用してアクチュエータを構築できます。アクチュエータは、回路をオンにするためにわずかな力が必要な制御回路で使用できます。 また、これらの材料は電界に非常にすばやく反応するため、高速制御回路に適しています。

電歪は、電流の悪い導体である特定の材料で発生します。 電圧差が電歪材料に印加されると、これらの材料は一時的に形状が変化します。 電歪材料は、電歪材料に適用された電極上の自由電荷の静電引力により形状が変化します。

電歪材料は、電場が反転しても変形の方向を反転させないという点で、磁性材料とは異なります。 本質的に線形である磁歪とは異なり、電歪で働く力を計算するために二次方程式を使用する必要があります。 この電歪の非線形特性により、電歪材料は、磁性材料が生成するヒステリシス（および結果として生じる廃熱）の損失なしに、電場に対して再現可能なひずみ応答を示すことができます。

電歪アクチュエータは、電歪ポリマー材料でできていることがよくあります。 各ポリマーは異なる電歪を示します。 たとえば、シリコーンポリマーは、他の電歪ポリマーと比較した場合、高い歪み性能を示す場合があります。

高い歪み性能を持つポリマーは、低い歪み性能を持つポリマーよりも機械的歪みが問題となる環境により適しています。 ポリウレタンなどの他の電歪ポリマーは、同じ電気条件下で他のポリマーよりも大きな力を生成できます。 そのようなポリマーは、より多くの入力電気エネルギーを機械的仕事に変換することを可能にします。

電歪材料は、電界が材料に印加されると、応答速度が高くなります（多くの場合10ミリ秒未満）。 クイックレスポンス電歪材料は、精密機器など、超高速の回路応答時間を必要とする機械および電気機械デバイスで使用できます。 電歪材料は、マイクロアングル調整デバイス、油圧サーボバルブ、フィールド調整可能な圧電トランスデューサなどの機械的アプリケーションでよく使用されます。