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压电陶瓷又称换能片,是近代电子技术领域中不可缺少的重要组成部分,压电陶瓷在现代通讯、雷达、声纳、自动测量与控制、超声换能、引燃引爆、超声灭菌、超声功率等方面均得到广泛应用。现在我国在压电陶瓷材料及其应用领域的开发仍处于发展阶段,此行业的发展将具有广阔的前景。

1)大功率发射材料PZT8型压电陶瓷

该压电陶瓷材料具有良好压电性,机械强度高、矫顽场高,强场介电损耗低。它主要用于超声清洗、强力超声钻孔、超声焊接、洁牙机探头、美容仪探头、超声手术刀探头、心血管治疗仪探头等。

2)高灵敏度接收材料PZT5型压电陶瓷

该压电陶瓷材料具有高机电耦合系数,适宜的介电常数、较高的灵敏度。它主要用于高灵敏度换能器、流量计换能器、液位计换能器、加速度计换能器、超声检测换能器等。

3)收发两用材料PZT4型压电陶瓷

该压电陶瓷材料介于PZT8与PZT5之间,兼顾二者特点,具有较高的灵敏度,又具有较低介电损耗,对于发射功率不大而且可同时做接收用的收发两用换能器,选用本材料最合适。目前用该压电陶瓷材料生产的超声雾化换能器已批量投产。

压电陶瓷加工尺寸 PZT-4 PZT-5 PZT-8
压电圆片 直径(mm) 3 ~ 100 3 ~ 100 3 ~ 100
厚度(mm) 0.3 ~ 10 0.25 ~ 15 0.4 ~ 8
压电圆环片 外径(mm) 3 ~ 100 3 ~ 100 3 ~ 100
内径(mm) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 2
厚度(mm) 0.3 ~ 10 0.25 ~ 15 0.4 ~ 8
压电圆管 外径(mm) 3 ~ 108 3 ~ 108 3 ~ 105
内径(mm) ≥ 2 ≥ 2 ≥ 2
厚度(mm) ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50
压电方片 长度(mm) ≤ 50 ≤ 50 ≤ 50
宽度(mm) ≥ 1 ≥ 1 ≥ 1
厚度(mm) 0.3 ~ 10 0.25 ~ 15 0.3 ~ 8

另外还可设计加工:单面凹或凸形的聚焦形晶片,切向振动模式的四棱柱压电陶瓷、六棱柱压电陶瓷、八棱柱压电陶瓷等各种异型压电陶瓷。

性能参数 符号 PZT-4W PZT-5L PZT-5NL PZT-5NM PZT-8C
机电耦合系数 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
相对自由
介电常数
εTr3 1400 1700 2100 3800 1000
εTr1 1550 1730 2250 4100 1300
压电常数
(10-12C/N)
D31 160 195 200 270 110
D33 350 450 500 550 220
D15 500 650 680 700 350
弹性柔顺系数
(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
机械品质因数 Qm 300 50 55 70 1000
频率常数
(Hz.m)
2100 2000 2000 2000 2300
Nt 2000 2000 2000 2100 2100
体积密度
(G/CM3)
ρ 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6
介电损耗 tgδ 0.005 0.02 0.02 0.02 0.003
居里温度(℃) Tc 300 320 320 280 300

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