压电陶瓷(PZT)是产生和接收超声的通用超声波换能器件,是压电材料中的一种多晶压电陶瓷。给它施加一定的力使其产生形变,就会在陶瓷表面产生电荷,这种现象叫正压电效应,反之给其施加一个电场,陶瓷体则产生一定的形变,叫逆压电效应。压电陶瓷根据不同的振动模式及应用方式,可做成片状、环状、棒状、管状等超声波换能器件,是近代电子技术领域中不可缺少的重要组成部分,它在现代通讯、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。
二、产品特点:
我公司与中科院声学所的材料专家共同合作开发的QY系列压电陶瓷材料,采用先进的生产设备及工艺,产品具有机电耦合系数大、换能效率高、居里温度高、时间和温度变化性小等优点,在国内同类产品中处于先进水平。现公司生产的陶瓷材料共有四大类,分别为:
1、大功率发射材料QY-8型
该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、QL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ZL仪探头等。
2、高灵敏度接收材料QY-5型
该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QY-4型
该材料介于QY-8与QY-5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所谓收发两用换能器,选用本材料合适。目前用该材料生产的超声雾化换能器已批量投产。
4、其他改性材料:
该材料性能介于QY-8与QY-4之间或介于QY-4与QY-5之间的改性材料,供不同的工作场合和要求使用。
三、规格参数:
规格表
| QY-4
| QY-5
| QY-8
|
圆 片
| 直径
| 3-100
| 3-100
| 3-100
|
厚度
| 0.3-10
| 0.25-15
| 0.4-8
|
圆环片
| 外径
| 3-100
| 3-100
| 3-100
|
内径
| ≥ 2
| ≥ 2
| ≥ 2
|
厚度
| 0.3-10
| 0.25-15
| 0.4-8
|
圆 管
| 外径
| 3-108
| 3-108
| 3-105
|
内径
| ≥ 2
| ≥ 2
| ≥2
|
高度
| ≤50
| ≤50
| ≤50
|
长方片
| 长
| ≤ 50
| ≤50
| ≤50
|
宽
| ≥ 1
| ≥ 1
| ≥ 1
|
厚
| 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、六棱柱、八棱柱等异型产品。
性能参数表:
性能参数
|
符号
|
QY-4W
|
QY-5L
|
QY-5NL
|
QY-5NM
|
QY-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)
|
Nφ
|
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
| |
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