什么是介电弹性体？

介电弹性体是一种当施加高电场时材料会承受显着应变并改变形状的弹性体。

弹性体是一个由“弹性"和“聚合物"两个词组合而成的新词。它是指具有弹性的聚合物，橡胶就是一个典型的例子。

介电弹性体是将电能转化为机械动能的弹性体。一般来说，该材料必须具有高介电常数且相对柔软，并且正在研究和开发以利用其特性功能将其投入实际应用。

介电弹性体的应用

介电弹性体正处于研发阶段。未来应用的例子包括各种致动器，例如人造肌肉。

目前实际使用的执行机构大多是伺服电机式或液压式，其转换效率有限。为了实现考虑环境问题的脱碳社会，工业界需要采用新节能技术的执行器。

介电弹性体具有较高的能量转换效率，因此有望应用于小型且节能运行的执行器。与压电元件不同，我们还关注其发电功能（能量收集），该功能使其能够将形状的逐渐变化转换为电能，以及其传感器功能，该功能应用随形状变化而发生的线性电容变化。材料已经是了。

介电弹性体原理

可膨胀电极应用在介电常数相对较高的弹性体材料的顶部和底部，并施加高电压。夹在上下电极之间的介电结构是电容器，由于库仑力对弹性体施加膨胀和收缩压力。施加到弹性体上的压力是电压的平方乘以介电常数除以电极之间的距离的平方。

介电弹性体的结构

施加到介电弹性体上的压力比较大。为了使弹性体材料能够承受大应变，它们需要柔软且易于拉伸，并且经常使用丙烯酸和有机硅材料。

由于电容器的库仑力被用作动能源，因此无论弹性体的形状如何变化，电极都必须与弹性体持续接触。因此，潜在的电极材料包括金属或石墨粉末，或石墨和硅油的混合物。

当使用介电弹性体通过电场驱动时，只有很小的电流流动，几乎没有热损失。驱动电场高，能量转换效率高。需要具有高介电击穿强度的弹性体材料，并且正在进行积极的研究和开发。

介电弹性体的类型

介电弹性体致动器由夹在两个电极之间的弹性体膜组成。当向电极施加高电压时，电极之间的静电引力导致弹性体膜在厚度方向上收缩并在平面方向上膨胀。变形可以通过电气控制，可以应用于设备和机器人的运动。

1. 内额头执行器

这是一个带有两个涂有介电弹性体的电极的执行器。

2. 圆柱执行机构

一种涂有弹性体薄膜并缠绕在气缸上的致动器，用于阀门和微型机器人。当施加电压时，会在轴向产生力，导致其膨胀。可以缠绕压缩弹簧使用，也可以不带芯使用。

3. 隔膜执行器

隔膜的薄膜充当执行器。将其弄平并在 z 轴方向施加力。

4. 外壳式执行机构

具有连接到弹性体薄膜上特定位置的多个电极的执行器可以在水或空气中推动车辆。当施加电压时，弹性体薄膜形成复杂的三维结构。

5. 叠层执行器

这是一种具有大作用力和变形的层状表面型致动器。

6. 厚度执行器

这是在 z 轴方向施加位移或力的执行器。平膜堆叠以增加 z 轴方向的位移。