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Piezokeramische Werkstoffe

Werkstoffdaten

  1. Die Daten in den nachfolgenden Tabellen wurden an Prüfkörpern mit den nach der Europäischen Norm EN 50324-2 festgelegten geometrischen Abmessungen bestimmt und sind typische Werte
  2. Die angegebenen Daten sind Nennwerte, die 24 h - 48 h nach dem Zeitpunkt der Polarisation und bei einer Umgebungstemperatur von 23±2 °C an diesen Prüfkörpern bestimmt wurden.
  3. Die Einhaltung dieser typischen Kennwerte wird durch ständige Freigabeprüfungen der einzelnen Werkstoffchargen dokumentiert
  4. Die Eigenschaften am Produkt werden abhängig von Geometrie, Variationen in den Herstellungsverfahren und Mess- bzw. Ansteuerbedingungen bestimmt.
  5. Fragen die sich aus der Interpretation der Materialkennwerte am Produkt ergeben, sind zweckmäßigerweise mit den Spezialisten von PI Ceramic zu klären.
  6. Eine komplette Koeffizientenmatrix der Werkstoffe ist auf Anfrage erhältlich
Materialtyp   PIC
151 		PIC
255 		PIC
155		 PIC
153		 PIC
152		 PIC
181		 PIC
141		 PIC
241		 PIC
300		 PIC
110
 
Parameter                      
Physikalische und dielektrische Eigenschaften
Dichte r (g/cm³) 7,80 7,80 7,80 7,60 7,70 7,80 7,80 7,80 7,80 5,50
Curie-Temperatur Tc (oC) 250 350 345 185 340 330 295 270 370 150
relative Permittivitätszahl In Polungsrichtung
zur Polung		 e33T/e0 2400 1750 1450 4200 1350 1200 1250 1650 1050 950
e11 T/ e0 1980 1650 1400     1500 1500 1550 950  
dielektrischer Verlustfaktor tan (10 -3) 20 20 20 30 15 3 5 5 3 15
Elektromechanische Eigenschaften
Kopplungsfaktor kp   0,62 0,62 0,62 0,62 0,48 0,56 0,55 0,50 0,48 0,30
kt   0,53 0,47 0,48     0,46 0,48 0,46 0,43 0,42
k31   0,38 0,35 0,35     0,32 0,31 0,32 0,25 0,18
k33   0,69 0,69 0,69   0,58 0,66 0,66 0,64 0,46  
k15     0,66       0,63 0,67 0,63 0,32  
piezoelektrische Ladungs-
konstante		 d31
(10-12 C/N)		 -210 -180 -165     -120 -140 -130 -80 -50
d33 500 400 360 600 300 265 310 290 155 120
d15   550       475 475 265 155  
piezoelektrische Spannungs-
konstante 		g31 (10-3 Vm/N) -11,5 -11,3 -12,9     -11,2 -13,1 -9,8 -9,5  
g33 22 25 27 16 25 25 29 21 16 -11,9
Akustomechanische Eigenschaften
Frequenzkonstante Np (Hzm) 1950 2000 1960 1960 2250 2270 2250 2190 2350 3150
N1 1500 1420 1500     1640 1610 1590 1700 2300
N3 1750   1780     2010 1925 1550 1700 2500
Nt 1950 2000 1990 1960 1920 2110 2060 2140 2100  
elastische Nachgiebigkeits-
konstante		 S11E (10-12 m2/N) 15,0 16,1 15,6     11,8 12,4 12,6 11,1  
S33E 19,0 20,7 19,7     14,2 13,0 14,3 11,8  
elastische Steifigkeitskonstante C33D ( 1010 N/m2) 10,0   11,1     16,6 15,8 13,8 16,4  
mechanischer Gütefaktor Qm 100 80 80 50 100 2000 1500 1200 1400 250
Temperaturstabilität
Temperaturkoeffizient von eT33
(im Bereich -20°C bis +125°C) 		TK e33 (x10-3 /K) 6 4 6 5 2 3 5   2  
Zeitstabilität (relative Änderung des Parameters pro Zeitdekade in %)
relative Dielektrizitätszahl Ce (%)   -1,0 -2,0       -4,0     -5,0
Kopplungsfaktor CK   -1,0 -2,0       -2,0     -8,0
Zusätzliche Angaben:

Nachstehende Werte sind Orientierungswerte und gelten näherungsweise für alle PZT-Materialien von PI Ceramic.
Spezifische Wärmekapazität WK = ca. 350 Jkg-1 K -1
spezifische Wärmeleitfähigkeit WL = ca. 1,1 Wm-1 K -1
Poisson'sche Querkontraktion = ca. 0,34
thermische Ausdehnungskoeefizienten 3 = ca. - 4 bis - 6 x 10-6 K-1 (in Polungsrichtung, kurzgeschlossen)
1 = ca. 4 bis 8 x 10-6 K-1 ( zur Polungsrichtung, kurzgeschlossen)
statische Druckfestigkeit größer 600 MPa









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