壓電陶瓷又稱換能片,是近代電子技術領域中的重要組成部分,壓電陶瓷在現代通訊、雷達、聲納、自動測量與控制、超聲換能、引燃引爆、超聲滅菌、超聲功率等方面均得到廣泛應用。現在我國在壓電陶瓷材料及其應用領域的開發仍處于發展階段,此行業的發展將具有廣闊的前景。
1)大功率發射材料PZT8型壓電陶瓷
該壓電陶瓷材料具有良好壓電性,機械強度高、矯頑場高,強場介電損耗低。它主要用于超聲清洗、強力超聲鉆孔、超聲焊接、探頭、美容儀探頭、超聲探頭、心儀探頭等。
2)高靈敏度接收材料PZT5型壓電陶瓷
該壓電陶瓷材料具有高機電耦合系數,適宜的介電常數、較高的靈敏度。它主要用于高靈敏度換能器、流量計換能器、液位計換能器、加速度計換能器、超聲檢測換能器等。
3)收發兩用材料PZT4型壓電陶瓷
該壓電陶瓷材料介于PZT8與PZT5之間,兼顧二者特點,具有較高的靈敏度,又具有較低介電損耗,對于發射功率不大而且可同時做接收用的收發兩用換能器,選用本材料最合適。目前用該壓電陶瓷材料生產的超聲霧化換能器已批量投產。
| 壓電陶瓷加工尺寸 | PZT-4 | PZT-5 | PZT-8 | |
|---|---|---|---|---|
| 壓電圓片 | 直徑(mm) | 3 ~ 100 | 3 ~ 100 | 3 ~ 100 |
| 厚度(mm) | 0.3 ~ 10 | 0.25 ~ 15 | 0.4 ~ 8 | |
| 壓電圓環片 | 外徑(mm) | 3 ~ 100 | 3 ~ 100 | 3 ~ 100 |
| 內徑(mm) | ≥ 2 | ≥ 2 | ≥ 2 | |
| 厚度(mm) | 0.3 ~ 10 | 0.25 ~ 15 | 0.4 ~ 8 | |
| 壓電圓管 | 外徑(mm) | 3 ~ 108 | 3 ~ 108 | 3 ~ 105 |
| 內徑(mm) | ≥ 2 | ≥ 2 | ≥ 2 | |
| 厚度(mm) | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 | |
| 壓電方片 | 長度(mm) | ≤ 50 | ≤ 50 | ≤ 50 |
| 寬度(mm) | ≥ 1 | ≥ 1 | ≥ 1 | |
| 厚度(mm) | 0.3 ~ 10 | 0.25 ~ 15 | 0.3 ~ 8 | |
另外還可設計加工:單面凹或凸形的聚焦形晶片,切向振動模式的四棱柱壓電陶瓷、六棱柱壓電陶瓷、八棱柱壓電陶瓷等各種異型壓電陶瓷。
| 性能參數 | 符號 | PZT-4W | PZT-5L | PZT-5NL | PZT-5NM | PZT-8C |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 機電耦合系數 | Kp | 0.60 | 0.68 | 0.62 | 0.65 | 0.52 |
| K31 | 0.33 | 0.39 | 0.36 | 0.37 | 0.30 | |
| K33 | 0.68 | 0.73 | 0.70 | 0.71 | 0.60 | |
| K15 | 0.66 | 0.72 | 0.68 | 0.70 | 0.57 | |
| Kt | 0.50 | 0.55 | 0.50 | 0.53 | 0.45 | |
| 相對自由 介電常數 | εTr3 | 1400 | 1700 | 2100 | 3800 | 1000 |
| εTr1 | 1550 | 1730 | 2250 | 4100 | 1300 | |
| 壓電常數 (10-12C/N) | D31 | 160 | 195 | 200 | 270 | 110 |
| D33 | 350 | 450 | 500 | 550 | 220 | |
| D15 | 500 | 650 | 680 | 700 | 350 | |
| 彈性柔順系數 (10-12m2/N) | SE11 | 12.6 | 17.6 | 16.7 | 18.2 | 11.1 |
| SE33 | 15.8 | 19.2 | 21.5 | 23.6 | 14.9 | |
| 機械品質因數 | Qm | 300 | 50 | 55 | 70 | 1000 |
| 頻率常數 (Hz.m) | Nφ | 2100 | 2000 | 2000 | 2000 | 2300 |
| Nt | 2000 | 2000 | 2000 | 2100 | 2100 | |
| 體積密度 (G/CM3) | ρ | 7.6 | 7.6 | 7.6 | 7.6 | 7.6 |
| 介電損耗 | tgδ | 0.005 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.003 |
| 居里溫度(℃) | Tc | 300 | 320 | 320 | 280 | 300 |


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