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The dielectric breakdown limit of silicone dielectric elastomer actuators

Gatti, Davide ; Haus, Henry ; Matysek, Marc ; Frohnapfel, Bettina ; Tropea, Cameron ; Schlaak, Helmut F. (2014)
The dielectric breakdown limit of silicone dielectric elastomer actuators.
In: Applied Physics Letters, 104 (5)
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Soft silicone elastomers are used in a generation of dielectric elastomer actuators (DEAs) with improved actuation speed and durability compared to the commonly used, highly viscoelastic polyacrylate 3M VHB films. The maximum voltage-induced stretch of DEAs is ultimately limited by their dielectric breakdown field strength. We measure the dependence of dielectric breakdown field strength on thickness and stretch for a silicone elastomer, when voltage-induced deformation is prevented. The experimental results are combined with an analytic model of equi-biaxial actuation to show that accounting for variable dielectric field strength results in different values of optimal pre-stretch and thickness that maximize the DEA actuation.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2014
Autor(en): Gatti, Davide ; Haus, Henry ; Matysek, Marc ; Frohnapfel, Bettina ; Tropea, Cameron ; Schlaak, Helmut F.
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: The dielectric breakdown limit of silicone dielectric elastomer actuators
Sprache: Deutsch
Publikationsjahr: 3 Februar 2014
Verlag: AIP Publishing LLC
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Applied Physics Letters
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 104
(Heft-)Nummer: 5
URL / URN: http://dx.doi.org/10.1063/1.4863816
Kurzbeschreibung (Abstract):

Soft silicone elastomers are used in a generation of dielectric elastomer actuators (DEAs) with improved actuation speed and durability compared to the commonly used, highly viscoelastic polyacrylate 3M VHB films. The maximum voltage-induced stretch of DEAs is ultimately limited by their dielectric breakdown field strength. We measure the dependence of dielectric breakdown field strength on thickness and stretch for a silicone elastomer, when voltage-induced deformation is prevented. The experimental results are combined with an analytic model of equi-biaxial actuation to show that accounting for variable dielectric field strength results in different values of optimal pre-stretch and thickness that maximize the DEA actuation.

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Strömungslehre und Aerodynamik (SLA)
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018)
Exzellenzinitiative
Exzellenzinitiative > Exzellenzcluster
Zentrale Einrichtungen
Exzellenzinitiative > Exzellenzcluster > Center of Smart Interfaces (CSI)
Hinterlegungsdatum: 27 Jul 2015 11:52
Letzte Änderung: 04 Mär 2019 09:53
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