Piezokeramische Ringe
Umfassendes Sortiment verschiedener Materialien und Geometrien – von Miniatur bis Großformat
- Hohe Qualität
- Enge mechanische Toleranzen
- Große Variabilität der Geometrie (OD 1 mm bis 150 mm, ID 0,2 mm bis 140 mm)
- Siebdruck und gesputterte Elektroden erhältlich, einschließlich Umkontakt und strukturierten Elektroden
- Optional: Herstellung von Baugruppen in industrieller Qualität, einschließlich der Kontaktierung mit Drähten oder flexiblen Leiterkarten
Piezoelektrische Ringe sind hauptsächlich in Ultraschallanwendungen zu finden, aber auch für sensorische sowie aktorische Anwendungen einsetzbar. Die Wahl des piezokeramischen Materials hängt von den Anforderungen der Anwendung ab. Sie können in verschiedenen Ausführungen und Größen hergestellt werden. Unser Technologieportfolio zur Herstellung piezokeramischer Ringe ermöglicht ein breites Einsatzspektrum.
Piezokeramische Ringe aus ferroelektrischem Hart-PZT werden in industriellen Ultraschallanwendungen – etwa beim Schweißen, Bohren oder Reinigen – typischerweise in gestapelter Form verwendet. In einem Ultraschallvernebler hingegen werden dünne ferroelektrisch weiche PZT-Ringe auf eine Metallmembran geklebt, um winzige Medikamententröpfchen zu erzeugen, die von Patienten mit Atemwegserkrankungen eingeatmet werden können.
Ringe bieten einen entscheidenden Vorteil gegenüber Scheiben: Sie können mit Spannschrauben fixiert werden, um eine mechanische Vorspannung im Keramikmaterial zu erreichen.
Es ist auch möglich, einzelne Ringe weiter zu veredeln oder sie zu Wandlerelementen zu kombinieren. Insbesondere beim Aufbau von >> Leistungsultraschall‑Transducern sind Piezoringe energieeffiziente, kompakte und vielseitig einsetzbare Bauelemente. Je nach Design können neben longitudinalen Auslenkungen auch Torsionsbewegungen realisiert werden.
Spezifikationen
Mit über 30 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Piezokeramiken bietet PI Ceramic einen umfassenden Service – von der Auswahl des geeigneten Materials bis hin zur Entwicklung individueller, anwendungsorientierter Lösungen. Die Abmessungen der Piezoringe können innerhalb definierter Spezifikationsgrenzen gewählt werden. Für eine Machbarkeitsprüfung senden Sie uns bitte Ihre Anforderungen oder die gewünschten Ringabmessungen zu.
| Außendurchmesser OD [mm] | 1 - 150 |
| Innendurchmesser ID [mm] | 0,2 - 140 |
| Dicke TH [mm] | 0,15 - 30 |
| Elektroden | Dickschicht (Ag), Dünnschicht (Au, CuNi, Cu, NiV, etc.), Chemisch-Nickel |
| Elektrodendesigns | Wählen Sie zwischen verschiedenen Designs: vollflächig, Umkontakt, seitlicher Kontakt, breiter Isolierrand, segementiert (siehe rechte Spalte) |
| Polarisierungsrichtung | Je nach Ausführung der Piezokomponenten können Auslenkungen in Längs-, Radial-, Torsions- oder Scherrichtung 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
|
| Anwendungen | Piezokeramische Ringe eignen sich gut für eine Vielzahl von Sensor- und Aktoranwendungen. Beispiele für mögliche Anwendungen finden Sie >> hier. |
Funktionsweisen
Der Einsatz piezokeramischer Ringe als Sensoren folgt dem Prinzip des direkten Piezoeffekts. Wirkt eine mechanische Last wie Druck oder Ultraschall auf die Keramik, generiert die Piezokomponente ein elektrisches Signal.
Beim Einsatz als Aktor hingegen wird eine Auslenkung des Piezorings bei Anlegen einer Spannung erzeugt. Dies kann eine Deformation durch einen Gleichstrom oder eine Vibration, bspw. im Ultraschallbereich, durch eine Wechselspannung sein. Je nach Konstruktion der Piezokomponente ist eine Auslenkung in longitudinaler, radialer, Torsions- oder Scherrichtung möglich. Die Stärke der Auslenkung ist neben der Größe der Piezoringe durch die angelegte Spannung vorgegeben.
Für Ringe mit positiver Polarisationsrichtung oben und negativer unten ergeben sich folgende Auslenkungsrichtungen:
Bei einer longitudinalen Auslenkung (d33-Effekt) wird immer auch eine geringere Deformation in radialer Richtung (d31-Effekt) erzeugt.
Um bestimmte Frequenzen im longitudinalen Vibrationsmodus zu erreichen, werden die Ringe in ihrer Dicke angepasst, für Frequenzen in radialer Richtung in ihrem Durchmesser. Für beide Varianten gilt: Umso größer, desto kleiner die Frequenz.
Scherringe und Torsionsringe benötigen einen speziellen Fertigungsweg. Je nach Aufbau sind bspw. folgende Auslenkungen möglich:
Um eine Torsionsbewegung der Ringe zu erreichen, werden diese in Segmente unterteilt und die Segmente einzeln polarisiert. Nach dem Verkleben erfolgt in jedem Segment eine Scherauslenkung, welche in Kombination zu einer Torsionsbewegung des Rings führt.
- Ultraschallvernebler
- Zahnsteinentfernung
- Phackemulsifikation
- Ultraschallskalpelle
- Probenpräparation & Zelllyse
Ultraschallzerstäuber
Schweißen, Bohren & Schneiden
Ultraschallreinigung
Präzisionspositionierung
- Sensorische Geräte
- Zerstörungsfreie Prüfung
- Präzisionsdosierung
- Unterwasserkommunikation
Downloads
Werkstoffdaten
Lead-Free Piezoceramic Materials
Benutzerhandbuch A000T0047
Handhabung und elektrische Kontaktierung von Piezokomponenten