Piezokeramische Scheiben und Zylinder
Flexibilität durch eine Vielfalt in Material- und Geometrievarianten
- Hohe Qualität
- Enge mechanische Toleranzen
- Große Flexibilität der Geometrie (OD 2 mm bis 80 mm)
- Siebdruck- und Sputter-Elektroden erhältlich, einschließlich Umkontakt und strukturierten Elektroden
- Optional: Herstellung von Baugruppen in industrieller Qualität, einschließlich der Kontaktierung mit Drähten oder flexiblen Leiterkarten
Piezoelektrische Scheiben finden vielfältige Anwendung, insbesondere in der Ultraschalltechnik, aber auch in der Sensorik und Aktorik. Die Auswahl des geeigneten piezokeramischen Materials richtet sich dabei stets nach den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Piezoscheiben sind in unterschiedlichen Größen und Ausführungen herstellbar.
In der industriellen Ultraschalltechnik kommen die Piezokomponenten beispielsweise in Durchflusssensoren oder zur zerstörungsfreien Materialprüfung zum Einsatz. Auch in der Medizintechnik finden sie Anwendung, etwa zur präzisen Erkennung lebensbedrohlicher Luftblasen in Infusionsleitungen.
Durch eine gezielte Veredelung der Piezokomponenten mit Aufbau- und Verbindungstechnik lassen sich individuelle, einbaufertige Piezobauelemente realisieren. Darüber hinaus können die Scheiben zu komplexeren Subsystemen, sog. Transducern, montiert werden.
Spezifikationen
Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Piezokeramiken bietet PI Ceramic einen umfassenden Service – von der Materialauswahl bis zur Entwicklung maßgeschneiderter, anwendungsspezifischer Lösungen.
Die Abmessungen der Piezoscheiben können innerhalb definierter Spezifikationsgrenzen individuell festgelegt werden. Die Bewertung der Machbarkeit erfolgt auf Basis der übermittelten Anforderungen oder Abmessungen.
| Außendurchmesser OD [mm] | 2 - 80 |
| Dicke TH [mm] | 0,15 - 30 |
| Elektroden | Dickschicht (Ag), Dünnschicht (Ag, Au, CuNi, Cu, NiV), Chemisch-Nickel |
| Elektrodendesigns | Wählen Sie zwischen verschiedenen Designs: vollflächig, Umkontakt, seitlicher Kontakt, breiter Isolierrand, gerader Umkontakt, voller Umkontakt (siehe rechte Spalte) |
| Kontaktierung | Es stehen unterschiedliche Kontaktierungsverfahren zur Auswahl, wie das Löten oder Kleben von Drähten und flexiblen Leiterkarten. |
| Polarisierungsrichtung | Je nach Ausführung der Piezokomponenten können unterschiedliche Auslenkungen in axialer und radialer Richtung erreicht werden. Weitere Informationen finden Sie unter >> Funktionsweisen. |
| Material | Wir bieten verschiedene ferroelektrisch weiche und harte PTZ-Materialien sowie bleifreie Alternativen an. Zur Materialübersicht gelangen Sie >> hier. Zu den Datenblättern >> hier. |
| Erweiterte Möglichkeiten | Neben der Höherveredelung durch Aufbau- und Verbindungstechnik lassen sich individuelle, einbaufertige Piezobauelemente realisieren, wie zum Beispiel
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| Anwendungen | Piezokeramische Scheiben eignen sich für eine Vielzahl von Sensor- und Aktoranwendungen. Beispiele für mögliche Anwendungen finden Sie >> hier. |
Funktionsweisen
Piezokeramische Scheiben werden als Sensoren auf Basis des direkten Piezoeffekts eingesetzt. Dabei erzeugt die Keramik ein elektrisches Signal, sobald eine mechanische Belastung – etwa durch Druck oder Ultraschall – auf sie einwirkt.
Wird die Piezoscheibe hingegen als Aktor verwendet, erfolgt bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Auslenkung. Diese kann entweder als statische Verformung durch Gleichspannung oder als Schwingung, beispielsweise im Ultraschallbereich, durch Wechselspannung auftreten. Abhängig vom Aufbau der Piezokomponente kann die Bewegung in longitudinaler oder radialer Richtung erfolgen. Die Amplitude der Auslenkung hängt sowohl von der Größe der Piezoscheibe als auch von der angelegten Spannung ab.
Für Scheiben mit positiver Polarisationsrichtung oben und negativer unten ergeben sich folgende Auslenkungsrichtungen:
Bei einer axialen Auslenkung (d33-Effekt) wird immer auch eine geringere Deformation in radialer Richtung (d31-Effekt) erzeugt.
Um bestimmte Resonanzfrequenzen im axialen Vibrationsmodus zu erreichen, werden die Scheiben in ihrer Dicke angepasst, für Frequenzen in radialer Richtung in ihrem Durchmesser. Für beide Varianten gilt: Umso größer die Dimension, desto kleiner die Frequenz.
Zum Erreichen einer höheren axialen Auslenkung bei minimaler Deformation in radialer Richtung ist die Fertigung der Piezoscheiben als 1-3-Komposit möglich.
Die Verbindung von Piezomaterial und Polymer führt zu einer hohen elektromechanischen Kopplung und einer hohen Bandbreite der >> Kompositscheiben in axialer Richtung.
- Ultraschallreinigung
- Präzisionspositionierung
- Füllstandsmessung
- Mikropumpen
- Durchflussmessung
- Drucksensoren
- Zerstörungsfreie Prüfung
- Unterwasserkommunikation
Downloads
Werkstoffdaten
Lead-Free Piezoceramic Materials
Benutzerhandbuch A000T0047
Handhabung und elektrische Kontaktierung von Piezokomponenten