Oxidová keramika – piezokeramika
Piezokeramika se používá k převádění mechanických parametrů, jako je tlak nebo zrychlení, na parametry elektrické, nebo obráceně k převádění elektrických signálů na mechanický pohyb nebo vibrace.
Piezokeramické materiály jsou kategorizovány jako funkční keramika. V čidlech umožňují převádět síly, tlaky a zrychlení na elektrické signály a ve zvukových a ultrazvukových převodnících a ovladačích přeměňují elektrická napětí na vibrace nebo deformace. Piezokeramické materiály jsou klasifikovány jednak podle svého chemického složení a jednak podle specifických aplikačních podmínek. CeramTec rozlišuje mezi následujícími kategoriemi materiálů:
Kontaktní připojení metalizované piezokeramiky může být realizováno pomocí vodivých lepidel, vodivé pryže, pružinových kontaktů nebo pájením.
| Převodníky | Čidla | Ovladače | |
|---|---|---|---|
| Relativní permitivita ε33 τ/ε0 | 1000 – 1300 | 1500 – 1850 | 1800 – 3800 |
| Ztrátový činitel tan δ | 2x10-3 – 3x10-3 |
12x10-3 – 20x10-3 |
15x10-3 – 16x10-3 |
| Frekvenční konstanta P, KHz⋅mm |
2210 – 2280 | 2020 – 2050 | 1960 – 2010 |
| Součinitel vazby kP | 0,55 – 0,57 | 0,59 – 0,62 | 0,65 |
| Konstanta náboje g33, 10-12 C/N |
240 – 310 | 390 – 450 | 475 – 680 |
| Napěťová konstanta g33, 10-3 Vm/N |
26,9 – 27,1 | 26,9 – 33,1 | 20,2 – 28,5 |
| Elastická poddajnost S11ε, 10-12 m2/N |
11,4 – 14,9 | 16,3 – 18,5 | 15,8 – 17,9 |
| Elastická tuhost C33D, 1010N/m2 |
15,9 – 16,2 | 14,5 – 15,8 | 14,7 – 15,2 |
| Hustota g/cm2 | 7,65 – 7,70 | 7,65 – 7,80 | 7,70 – 7,83 |
| Kvalita Qm | 500 – 1000 | 60 – 90 | 75 – 80 |
| Rychlost stárnutí Cε, % | -4,5 to -3,0 | -2,3 to -0,3 | - 1,6 to -0,8 |
Piezokeramika má široké spektrum využití. Používá se v automobilovém průmyslu v řadě aplikací, jako jsou čidla klepání a hladiny oleje nebo ovladače pro přesnou regulaci vstřikovacích procesů v motorech. Ve zdravotnických technologiích je možné nalézt piezokeramiku v litotriptorech, zařízeních pro odstraňování plaku a v inhalátorech. K běžným aplikacím v mechanickém inženýrství patří ultrazvukové čištění, ultrazvukové sváření a aktivní tlumení vibrací. Příklady využití piezoelektrických technologií ve spotřebních aplikacích jsou snímače pro hudební nástroje nebo piezoelektrické plynové zapalovače.
Popisy výrobků pod odkazy na této stránce vás zavedou na mezinárodní webovou stránku CeramTec v anglickém jazyce.