Werkstoff Piezokeramik

Hochleistungsmaterialien für Piezo-Anwendungen

Die CeramTec hat spezielle Hochleistungswerkstoffe für den Einsatz in der Piezotechnik entwickelt. Denn piezokeramische Bauteile werden teilweise starken Beanspruchungen ausgesetzt und müssen ihre Aufgaben trotzdem mit höchster Zuverlässigkeit erfüllen. Mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten sind die Werkstoffe der Marke SONOX® in der Welt der Sensoren, Aktoren und Wandler ein Begriff für höchste Leistungsfähigkeit und maximale Zuverlässigkeit.

 

Werkstoffkategorien

Die Klassifikation der piezokeramischen Materialien basiert auf der chemischen Zusammensetzung einerseits und den spezifischen Anwendungsbedingungen andererseits. Auswahlkriterien sind neben den typischen Kenngrößen (siehe Datenblätter) das Verhalten bei großer elektrischer und mechanischer Last. Es werden folgende Werkstoffkategorien unterschieden:

 

Werkstoffe für Leistungswandler

SONOX® P4, SONOX® P8, PZT401, PZT807

Diese Werkstoffe vertragen hohe elektrische Steuerspannungen sowie große mechanische (Druck-) Lasten und zeichnen sich aus durch:

  • Geringe dielektrische Verluste
  • Dielektrizitätszahlen im Bereich zwischen 900 und 1400
  • Hohe Gütewerte im Bereich zwischen 500 und 2000
  • Hohe Curietemperatur
  • Große Koerzitivfeldstärke

Sie eignen sich besonders für Hochleistungs- Ultraschallanwendungen im Bereich von 20 kHz bis zu einigen MHz.

 

Werkstoffe für sensorische Anwendungen

SONOX® P5, SONOX® P502, SONOX® P504, SONOX® P508, PZT 503, PZT5A1, PZT 5A4, PZT5H1
  • Dielektrizitätszahlen im Bereich zwischen 1000 und 2000
  • Große piezoelektrische Aktivität (d33 ≥ 400 * 10-12 C/N)
  • Geringe Gütewerte (≤100)

Sensorische Anwendungen sind in den meisten Fällen kombinierte Systeme, in denen die Piezokeramik einerseits als Ultraschall-Sender, andererseits als Empfänger eingesetzt wird. SONOX® P502 und SONOX® P504 sind speziell entwickelte Werkstoffe mit hoher thermischer und zeitlicher Stabilität. Deshalb eignen sie sich besonders für automotive Anwendungen im Bereich von -40 bis +160º Celcius.

 

Sonderwerkstoffe

  • SONOX® P1 bleifrei (P1LF).

Auf Anfrage sind weitere Sonderwerkstoffe verfügbar.

Typische ApplikationenStandard-Werkstoff

Ultraschallreinigung

Sonartechnik

SONOX® P4
PZT401
PZT5H1

Sensortechnik

Materialprüfung

Medizinische Diagnostik und Therapie

SONOX® P5
PZT5A1
PZT5A4
SONOX® P502
PZT503
SONOX® P504
SONOX® P508
Ultraschallbearbeitung (Schweißen, Bohren)SONOX® P8
PZT807

Aktoren

Piezoelektrische Generatoren

SONOX® P505
SONOX® P53
PZT5A4
Leistungsdaten
 Leistungsmesswandler SensoranwendungenStellantriebsanwendungen
Relative Dielektrizitätskonstante ε33 Τ/ε0  1,000 ­– 1,3951,500-3,4001,800 – 3,800
Verlustrate tan σ

     1.6x10-3

     3.0x10-3

12x10-3 –

20x10-3

15x10-3 –

16x10-3

Kupplungsfaktor kP

 0.54 – 0.58

0.59 – 0.620.65

Ladekonstante d33 10-12 C/N

240 – 315390 – 620475 – 680
Spannungskonstante g33 10-3 Vm/N500 – 1,20022.7 – 33.120.2 –28.5
Qualität Qm500 – 1,20060 – 90 75 – 80
Piezokeramische Komponenten für elektromechanische Wandler
Produkte aus Piezokeramiken

Piezokeramiken haben ein breites Anwendungsspektrum. In der Automobilindustrie werden Piezokeramiken in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Klopf- und Ölstandssensoren oder als Aktoren für die präzise Steuerung von Einspritzvorgängen in Motoren. In der Medizintechnik finden sich piezokeramische Komponenten in Lithotriptern, Geräten zur Plaqueentfernung und in Inhalatoren. Gängige Anwendungen im Maschinenbau sind Ultraschallreinigung, Ultraschallschweißen und aktive Schwingungsdämpfung. Tonabnehmer für Musikinstrumente oder Einbruchmeldeanlagen sind Beispiele für den Einsatz der piezoelektrischen Technologie in Verbraucheranwendungen.


Produkte & Anwendungen

Produkte & Lösungen aus Piezokeramik

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Abstandssensoren
Drucksensoren
Durchflussmessung
Einbruchmelder
Füllstandsensoren
Füllstandsensoren (Laufzeit)
Inhalatoren
Leistungswandler
Lithotripter
Luftultraschallwandler
Materialprüfung (Zerstörungsfrei)
Sensoren
Sensoren (english)
Sonarwandler (Echolot)
SONOX®
Ultraschall Sensoren (english)
Ultraschall-Reinigung
Ultraschall-Schweißen
Vernebler
Zahnsteinentferner
Zerstäuber für medizinische und kosmetische Anwendungen

RoHS-Richtlinie - Recycling von piezokeramischen Komponenten

RoHS: Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten.

Diese Richtlinie beschreibt die Vermeidung von gefährlichen oder schädlichen Substanzen in elektrischen oder elektronischen Geräten. Wir produzieren und verkaufen keramische Bauelemente und sind somit von dieser Richtlinie nicht direkt betroffen – möglicherweise aber unsere Kunden. Der Hauptbestandteil von piezokeramischen Bauteilen sind Bleiverbindungen wie Bleizirkonat und Bleititanat. Das ist leider nicht vermeidbar. Dies wurde auch von der europäischen Kommission so gesehen. Deshalb hat z. B. Blei in piezokeramischen Verbindungen in RoHS und der ELV („Altauto-Verordnung“) eine Ausnahmegenehmigung.

Trotzdem oder gerade deshalb wollen wir unsere Kunden in dieser Beziehung unterstützen: Wir bieten an, piezokeramische Bauteile zurückzunehmen und einer umweltgerechten Entsorgung bzw. einem Recycling-Prozess zuzuführen. Voraussetzung ist, dass uns die Piezokeramiken ohne Fremdkomponenten (also nicht im Gehäuse oder eingegossen) angeliefert werden. Sollten Sie an einem Recycling interessiert sein, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf. Wir machen Ihnen gerne ein Angebot.

Wir sind für Sie da
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