Piezoelektrische Keramiken: Präzisionskomponenten für Ultraschallwandler und Sensoren

PRODUKTOVERSICHT

Piezoelektrische Keramiken sind hochentwickelte funktionelle Materialien, die in der Lage sind, mechanische Energie in elektrische Energie und umgekehrt umzuwandeln. Unsere leistungsstarken piezoelektrischen Keramiken werden mittels ausgefeilter Verfahren hergestellt und zeichnen sich durch hervorragende Qualität und Stabilität aus. Diese Komponenten sind unverzichtbar in Anwendungen, die präzises Messen, Aktuieren und die Erzeugung von Ultraschallenergie erfordern.

Kernproduktvorteile

Unsere piezoelektrischen Keramiken bieten mehrere entscheidende Vorteile, die sie für eine breite Palette industrieller und elektronischer Anwendungen besonders geeignet machen:

Hohe elektromechanische Wandleistung: Unsere piezoelektrischen Keramiken weisen hervorragende elektromechanische Kopplungskoeffizienten auf, die einen äußerst effizienten Energieaustausch zwischen elektrischen und mechanischen Zuständen gewährleisten und so eine leistungsstarke Ausgabe sowie hohe Empfindlichkeit ermöglichen.

Hervorragende Stabilität und geringe Verluste: Mit niedriger Impedanz, stabilen Wellenformen und minimalem dielektrischem Verlust arbeiten diese Bauteile mit geringer Wärmeentwicklung, was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer bei Dauerbetrieb erhöht.

Anpassungsfähiges Design und Vielseitigkeit: Erhältlich in einer breiten Palette von Standardgrößen (von Ø8 mm bis Ø50 mm) und Frequenzen (45 kHz bis 5 MHz+), sowie mit Side-Electrode- und Wrap-Around-Electrode-Konfigurationen für flexible Integration.

Robuste Leistung unter hoher Belastung: Unsere piezoelektrischen Keramiken sind in der Lage, erhebliche mechanische und elektrische Lasten zu bewältigen, und wurden für Hochleistungsanwendungen konzipiert, ohne Kompromisse bei Leistung oder Lebensdauer einzugehen.

Arten herkömmlicher Produkte

• • Bariumtitanat-piezoelektrische Keramiken
• • Perowskit-Struktur piezoelektrische Keramiken
• • Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) binäre Systeme piezoelektrische Keramiken
• • Verbund-Perowskit-Systeme piezoelektrische Keramiken
• • Gebräuchliche Typen piezoelektrischer Keramiken
• • Wolfram-Bronze-Typ piezoelektrische Keramiken
• • Bleimetaniobat piezoelektrische Keramiken
• • Bleibariummetaniobat piezoelektrische Keramiken
• • Bleibariumnatriumlithiumniobat-System piezoelektrische Keramiken
• • Wismuthhaltige geschichtete Struktur piezoelektrische Keramiken

Technische Spezifikationen

Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Parameter für unsere Standard-Piezokeramik-Scheiben und -Ringe:

Herstellungsverfahren

Übersicht über die Prozesse
Der Herstellungsprozess von piezoelektrischen Keramiken ähnelt stark dem von konventionellen Keramiken. Zusätzlich zu den Standardkeramikverfahren wie Mischen, Kugelmahlen, Filtration, Bindemittelentfernung und Sintern erfordern piezoelektrische Keramiken zwei zusätzliche Schritte: Abscheidung der Elektroden und Polung.

Elektrodenabscheidung
Definition: Bei der Elektrodenabscheidung wird ein hochleitfähiger Silberfilm mit starker Haftung auf den gesinterten Keramikkörper aufgebracht, um als Elektrode zu dienen. Vor diesem Schritt wird die Oberfläche der gebrannten Keramik üblicherweise einer Grob- und Feinschliff- sowie Polierbehandlung unterzogen. Diese Oberflächenbehandlung dient dazu, Vorsprünge zu entfernen und eine engere Verbindung zwischen der Elektrode und dem Keramikkörper sicherzustellen.
Zweck: Erstens fungiert die Elektrode als Träger für die Ladungsübertragung. Zweitens bereitet sie die Keramik auf den anschließenden Polprozess vor.

Polen
Definition: Polen ist der Prozess, bei dem die inneren Domänen in der piezoelektrischen Keramik unter Einfluss eines elektrischen Feldes ausgerichtet werden, wodurch sich die Domänenorientierung von zufällig zu geordnet verändert.
Zweck: Der Zweck der Polung besteht darin, die ferroelektrischen Domänen in der piezoelektrischen Keramik entlang der Richtung des angelegten elektrischen Feldes auszurichten. Dadurch wird das Material von einem anfänglich isotropen in einen anisotropen Zustand überführt, wodurch der piezoelektrische Effekt aktiviert wird.

Elektrodenabscheidung

• Definition: Die Elektrodenabscheidung bezeichnet den Prozess, bei dem ein hochleitfähiger Silberfilm mit starker Haftung auf die gebrannte Keramikoberfläche aufgebracht wird, um als Elektrode zu dienen. Vor diesem Schritt wird die gesinterte Keramik typischerweise grob und fein geschliffen sowie poliert, um Oberflächenunebenheiten zu entfernen und eine festere Verbindung zwischen der Elektrode und dem Keramikkörper sicherzustellen.
• Zweck: Erstens, die Elektrode als Träger für die Ladungsübertragung zu nutzen; zweitens, die Keramik auf den anschließenden Polarisierungsprozess vorzubereiten.

Polarisation

• Definition: Polarisation ist der Prozess, bei dem die inneren Domänen von piezoelektrischen Keramiken unter einem elektrischen Feld ausgerichtet werden, wodurch die Domänen von einem isotropen in einen anisotropen Zustand übergehen.
• Zweck: Die ferroelektrischen Domänen in der piezoelektrischen Keramik gezielt entlang des angelegten elektrischen Feldes auszurichten, um den Übergang von Isotropie zu Anisotropie zu ermöglichen und somit den piezoelektrischen Effekt hervorzurufen.

Anwendungsbereiche

Unsere piezoelektrische Keramik sind entscheidende Komponenten in zahlreichen High-Tech-Industrien und Geräten:

• Ultraschallgeräte: Stromversorgen ultraschallreiniger, Ultraschallschweißanlagen systeme und medizinische ultraschalltransduzoren für Zahnreinigungsgeräte (z. B. 20 kHz, 35 kHz, 105 kHz Ringe).
• Sensorik & Überwachung: Eingesetzt in Präzisions sensoren, Ultraschall-Durchflussmessgeräte, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Füllstanderfassungssysteme.
• Medizin- und Kosmetikgeräte: Unerlässlich für medizinische B-Ultraschallbildgebung, therapeutische Geräte und Kosmetikapparate für gezielte Behandlungen.
• Hochleistungsakustik: Eingesetzt in Sonarprojektoren und unterwasser akustische Wandler für maritime Anwendungen.
• Präzisionsantriebe & Sprühtechnik: Verwendet in Mikroantrieben, Ventilen, präzises Sprühen systeme und Zerstäuber für eine gleichmäßige und kontrollierte Flüssigkeitsverteilung.

Aufbauend auf jahrzehntelanger Erfahrung in Materialwissenschaft und Fertigung – von der präzisen Pulverherstellung und Sinterung bis zur sorgfältigen Polung – liefern wir piezoelektrische Keramik die den anspruchsvollsten Spezifikationen entsprechen. Wir nehmen gerne Sonderanfertigungen für spezifische Abmessungen, Frequenzen und Elektrodenkonfigurationen entgegen, die sich nahtlos in Ihre individuellen Anwendungen einfügen, einschließlich ultrasonische Wandler, sensoren und verschiedenen therapeutischen sowie industriellen Werkzeugen.