Piezokeramische Materialien und Bauelemente Grundlagen, eigenschaften und anwendungen PIEZO TECHNOLOGY

Die folgenden aufgeführten Firmennamen oder Marken sind eingetragene Warenzeichen Ihrer Inhaber: µManager, LabVIEW, Leica, Linux, MATLAB, MetaMorph, Microsoft, National Instruments, Nikon, Olympus, Win

PI Ceramic FÜhrend in piezotechnologie PI Ceramic ist eines der weltweit führenden Unternehmen auf dem Gebiet aktorischer und sensorischer Piezoprodukte. PI Ceramic bietet alles rund um die Piezokeramik, vom Werkstoff über Bauelemente bis hin zur fertigen Integration. PI Ceramic bietet Systemlösungen für Forschung und Industrie in allen High-Tech Märkten, wie z. B. der Medizintechnik, dem Maschinen- und Automobilbau, oder der Halbleitertechnik. Zertifizierte Qualität PI Ceramic entwickelt alle piezokeramischen Materialien selbst. Dafür unterhält PI Ceramic eigene Laboratorien, Prototypenbau sowie...

Zuverlässigkeit und Kundennähe Unser Leitbild Piezokeramische Werkstoffe (PZT) Piezokeramische Bauelemente Kunden- und anwendungsspezifische Ultraschallwandler / Transducer PICMA® Monolithische Multilayer-Piezoaktoren Miniatur-Piezoaktoren PICMA® MultilayerBiegeelemente P ICA HochlastPiezoaktoren PT-Tube Piezorohre V orgespannte Aktoren mit Gehäuse P iezokomposite – DuraAct Flächenwandler Unser Ziel ist die gleichbleibend hohe, geprüfte Qualität sowohl bei unseren Standardprodukten als auch bei kunden pezi s fischen Bauelementen. Wir möchten, dass Sie, unsere Kunden, mit der Leistung unserer...

Der Entwicklungs- und Herstellungsprozess von piezokeramischen Komponenten ist sehr komplex. Hier verfügt PI Ceramic über langjährige Erfahrung und ausgereifte Fertigungsverfahren. Maschinen und Vorrichtungen entsprechen dem neuesten Stand der Technik. Rapid Prototyping In enger Absprache mit dem Kunden werden die Anforderungen schnell und flexibel umgesetzt. Prototypen und Kleinserien kundenspezifischer Piezobaugruppen stehen bereits nach sehr kurzen Bearbeitungszeiten zur Verfügung. Die Produktionsbedingungen, wie z.B. die Materialkomposition oder die Sintertemperatur, werden dabei individuell...

Produktübersicht EIGENENT W IC K L U NG U ND - F ERTIG U NG Piezoelektrische Komponenten ! U nterschiedliche Ausführungen in vielen Geometrien wie Scheiben, Platten, Rohre, Sonderformen Hohe Resonanzfrequenzen bis 20 MHz P iezotransducer für Ultraschallanwendungen K onfektionieren von kompletten Wandlerbauelementen 2 D oder Line Arrays DuraAct Piezo-Flächenwandler ! A ktor oder Sensor, Strukturüberwachung B iegsam und robust, vorgespannt durch Einlaminieren V erschiedene Leistungsklassen O EM-Module und Tischger

PICMA® Multilayer-Piezoaktoren ! Hohe Steifigkeit PICA Hochlastaktoren ! PICMA® Multilayer-Biegeaktoren ! Kontraktoren, variable Konturen F ür Einsatz in rauer Umgebung P ositions- und Temperaturüberwachung F ür kryogene Temperaturen PIEZO TECHN

Piezoelektrische Keramik … Piezoelektrische Materialien wandeln elektrische Energie in mechanische und umgekehrt. Der Piezoeffekt wird heute in vielen alltäglichen Produkten angewendet, zum Beispiel in Feuerzeugen, Lautsprechern und Signalgebern. Auch in der Kraftfahrzeugtechnik hat sich die Piezoaktorik durchgesetzt, denn piezogetriebene Einspritzventile in Verbrennungsmotoren verkürzen die Stellzeiten und verbessern die Laufruhe und Abgasqualität erheblich. Bauteil bewirkt dessen geometrische VerID P formung. Die dabei erzielte Bewegung ist L abhängig von der Polarität der angelegLängsschwingung...

Überschreiten der mechanischen, thermischen und elektrischen Grenzwerte des Materials wieder abgebaut wird (s. Abb. 3). Die Keramik besitzt jetzt piezoelektrische Eigenschaften und verändert beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Dimensionen. Für manche PZT Keramiken muss der Polungsprozess bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden. (1) unpolarisierte, ferroelektrische Keramik, – – Abb. 2. Elektrische Dipole in den Domänen: Ein ausreichend starkes elektrisches Feld kann die Polarisationsrichtung umkehren 2 P C/m (s. Abb. 4). Die Kopplung zwischen mechanischen und elektrischen Größen...

Elektromechanik Grundgleichungen und piezoelektrische Konstanten D elektrische Flussdichte T mechanische Spannung sE Nachgiebigkeits- bzw. Elastizitätskonstante (für E = konstant) (Z) 3 ε11S Elektrisches Feld und dielektrische Ver- Abb. 5. Orthogonales System zur Beschreibung der Eigenschaften einer polarisierten Piezokeramik. Achse 3 ist die Polarisationsrichtung Piezoelektrische Ladungskonstante, Piezomodul dij Der Piezomodul ist das Verhältnis von induzierter elektrischer Ladung zu mechanischer fm fn Spannung bzw. von erzeugter mechanischer Dehnung zu anliegendem elektrischem Feld (T = konstant)....

Elastische Nachgiebigkeit sij Die Nachgiebigkeits- oder Elastizitätskonstante s ist das Verhältnis der relativen Deformation S zur mechanischen Spannung T. Mechanische und elektrische Energie bedingen einander gegenseitig, daher müssen die elektrischen Grenzbedingungen wie die elektrische Flussdichte D und die Feldstärke E berücksichtigt werden. Beispiele s33E Verhältnis der mechanischen Dehnung in 3-Richtung zu in 3-Richtung wirkender mechanischer Spannung, bei konstantem elektrischem Feld (E = 0: Kurzschluss). s55D Das Verhältnis einer Scherung zur wirkenden Scherspannung bei konstanter dielektrischer...

Dynamisches Verhalten Schwingungsformen von piezokeramischen körpern Eigenschaften, wie elastische Deformation, OD 3 effektive Masse (Trägheit) und mechani- TH 2 U P OD >> TH TH U P OD >> 1 sche Verluste, durch innere Reibung. Diese Frequenz f Schwingkreis-Beschreibung ist allerdings Abb. 7. Typischer Impedanzverlauf nur für Frequenzen in der Nähe der tiefsten Frequenz f mechanischen Eigenresonanz anwendbar. Die meisten piezoelektrischen MaterialpaOD 3 2 TH U P U P OD >> TH rameter werden über Impedanzmessungen OD >> TH L 1 an speziellen Prüfkörpern nach der Norm U 3 P L >> W >> TH 2 EN  50324-2...