Vad är elektrostriktion?
När ett elektriskt fält appliceras på en elektrisk isolator kan den isolatorn deformeras eller ändra form på något sätt. Denna egenskap hos den elektriska isolatorn kallas elektrostriktion. Specifikt är elektrostriktion kopplingen mellan spänning och elektriskt fält, eller mellan spänning och polarisering; denna koppling sker endast när ett elektriskt fält appliceras på materialet. Elektrostriktiva material kan användas för att konstruera ställdon, som kan användas i styrkretsar där en liten mängd kraft krävs för att slå på kretsen. Dessa material reagerar också mycket snabbt på elektriska fält, vilket gör dessa material lämpliga för höghastighetsstyrkretsar.
Elektrostriktion uppstår i vissa material som är dåliga ledare för elektrisk ström. När en spänningsskillnad appliceras på elektrostriktiva material genomgår dessa material en tillfällig formförändring. Material som är elektrostriktivt ändrar form på grund av den elektrostatiska dragningen av fria laddningar på elektroderna som appliceras på det elektrostriktiva materialet.
Elektrostriktiva material är till skillnad från magnetiska material genom att elektrostriktiva material inte kommer att vända deformationens riktning om det elektriska fältet är omvänd. Till skillnad från magnetostriktion, som är linjär till sin natur, är det nödvändigt att använda kvadratiska ekvationer för att beräkna krafterna i arbetet vid elektrostriktion. Denna icke-linjära egenskap hos elektrostriktion gör att de elektrostriktiva materialen kan uppvisa ett reproducerbart töjningsrespons på elektriska fält utan att hysteres - och det resulterande spillvärme - som magnetiska material producerar producerar.
Ett elektrostriktivt manövreringsorgan är ofta tillverkat av elektrostriktiva polymermaterial. Varje polymer uppvisar elektrostriktion på olika sätt. Exempelvis kan silikonpolymerer uppvisa hög belastningsprestanda jämfört med andra elektrostriktiva polymerer.
En polymer som har hög belastningsprestanda är bättre lämpad i en miljö där mekanisk belastning kan vara ett problem än en polymer med låg belastningsprestanda. Andra elektrostriktiva polymerer - såsom polyuretan - kan producera mer kraft under samma elektriska förhållanden än andra polymerer. En sådan polymer tillåter att mer av den ingående elektriska energin omvandlas till mekaniskt arbete.
Elektrostriktiva material har en hög responshastighet - ofta mindre än 10 millisekunder - när ett elektriskt fält appliceras på materialet. Elektrostriktiva material med snabb respons kan användas i mekaniska och elektromekaniska apparater som kräver ultrasnabba responstider för kretsar, till exempel precisionsinstrument. Elektrostriktiva material används ofta i mekaniska tillämpningar såsom mikro-inställningsanordningar, oljetryckservolvor och fältinställbara piezoelektriska omvandlare.