芯明天方片壓電陶瓷元件的材料對應典型應用

NCE40：超聲清洗、水下超聲、醫療應用-化妝品、壓電馬達驅動(dòng)、諧振模式應用。

NCE41：超聲清洗、超聲霧化器、水下超聲、醫療應用、壓電馬達驅動(dòng)、諧振模式應用、點(diǎn)火擠壓式。

NCE80：超聲焊接、高頻聲吶、高頻醫療應用。

NCE81：超聲焊接、超聲解膠劑、高頻及高功率聲吶、高頻及高功率醫療應用。

NCE51：低功率及低頻超聲/聲傳感器、力及超聲拾音器、超聲傳感器/接收器系統、傳感器、加速度計、水聽(tīng)器、流量計、無(wú)損檢測NDT、促動(dòng)器（Bulk及單層的疊堆）。

NCE53：剪切加速度計、陀螺儀、一般所有要求高溫及時(shí)間穩定性的應用。

NCE56：醫療成像、水診器、NDT無(wú)損檢測、促動(dòng)器、一般所有既要求高介電常數又要求高壓常數的應用。

NCE55：醫療成像、水診器、NDT無(wú)損檢測、促動(dòng)器、噴墨打印機、寬帶傳感器陣列和成像系統、要求高介電常數及高壓電常數、溫度限制的應用。

注：材料參數請詳見(jiàn)技術(shù)參數。

方片壓電陶瓷元件材料參數

<table align="center" class="ke-zeroborder" "="" border="1" style="border-collapse: collapse; color: rgb(0, 0, 0); font-family: 'microsoft yahei'; font-size: 12px; line-height: 28px; margin: 0px; padding: 0px; width: 1110px;">

性能

符號與單位

NCE40

NCE41

NCE46*

NCE51
NCE51F

NCE53

NCE55

NCE56

NCE57*

NCE59*

NCE80

NCE81

介電性能（公差+/-10%）

相對介電系數

ε^T₃₃ / ε₀

1250

1350

1300

1900

1600

5000

2900

1800

2900

1050

1020

介質(zhì)損耗因數

tgδ [10^-4]

25

40

30

150

130

220

140

170

190

20

17

介質(zhì)損耗因數在400V/mm

tgδ [10^-4]

140

200

100

60

機電性能（公差+/-5%）

耦合系數**

k_p

0.58

0.57

0.57

0.65

0.56

0.62

0.64

0.59

0.64

0.55

0.55

k₃₁

0.34

0.33

0.33

0.38

0.32

0.39

0.37

0.33

0.37

0.30

0.30

k₃₃

0.70

0.68

0.68

0.74

0.65

0.72

0.74

0.70

0.75

0.68

0.69

k_t

0.50

0.50

0.47

0.50

0.47

0.50

0.50

0.47

0.52

0.48

0.47

壓電常數

-d₃₁ [10^-12C/N]

140

130

130

195

150

260

250

170

240

100

100

d₃₃ [10^-12 C/N]

320

310

290

443

360

670

580

425

575

240

255

壓電電壓常數

-g₃₁[10^-3Vm/N]

11

11

11

13

9

9

9

11

10

11

11

g₃₃ [10^-3Vm/N]

27

25

28

26

23

19

20

27

23

27

28

頻率常數***

N^E_p [m/s]

2160

2280

2230

1925

2180

1970

2000

2010

1970

2270

2320

N^D_t [m/s]

1980

2000

2040

2000

2040

1990

2030

1950

1960

2050

2130

N^E₁ [m/s]

1470

1600

1500

1370

1530

1400

1410

1610

1630

N^D₃ [m/s]

1340

1500

1800

1320

1400

1500

1500

1500

1500

物理性質(zhì)（公差+/-5%)

機械品質(zhì)因數

Q_m

700

1400

>1000

80

80

70

80

80

90

1000

1400

密度

ρ [10³ kg/m³]

7.75

7.90

7.70

7.85

7.60

8.00

7.65

7.70

7.45

7.80

7.73

彈性參數

s^E₁₁ [10^-12m²/N]

13

13

13

16

16

17

18

17

17

11

16

s^E₃₃ [10^-12m²/N]

17

16

20

19

18

21

20

23

23

14

17

居里溫度

T_c[°C]

318

284

330

360

340

159

242

350

235

307

307

*) 只能用于生產(chǎn)疊堆型陶瓷。
**) 測量依照EN 50324標準。
***) 上面的D表示開(kāi)路，上面的E表示短路。對于諧振應用，陶瓷要與電子器件連接，所以應該使用上面帶有E的系數。1（徑向）和3（軸向）對應參數被定義的軸。Np就徑向模式常數，Nt是厚度模式常數。

以上所列參數值僅作為參考目的，不能無(wú)條件適用于所有形狀及尺寸。參數變化將取決于元件的實(shí)際形狀、表面處理、形成過(guò)程和后期處理等。

方片壓電陶瓷元件注意事項：

銀電極通過(guò)絲網(wǎng)印刷方法印刷于陶瓷表面，通過(guò)導電引線(xiàn)連接是非常優(yōu)秀且時(shí)間穩定性高的連接方式。然而，偶爾可能存在將銀錫表面上的焊料錫潤濕或脫落的問(wèn)題，因此焊接可能是困難的。

這種現象主要是由大氣中的硫分子與銀表面之間的反應，在陶瓷表面上隨后形成的硫化銀層所引起的。該層的形成和高度受到老化、PH、濕度等因素的影響。

為了*避免這些問(wèn)題，可以在焊接之前輕輕地清潔陶瓷表面上的外部電極。玻璃刷或鋼絲絨對此操作非常適合。

我們建議使用250到325℃之間的焊接溫度。 銀是可溶于焊料錫中，如果焊接時(shí)間過(guò)長(cháng)，電極將*溶解在焊料中。 為了增加可承受的焊接時(shí)間，我們推薦使用銀含量為2-4％的焊錫。即使因此增加了耐焊時(shí)間，但我們仍建議焊接時(shí)間不超過(guò)2-3秒，以zui小化向壓電陶瓷產(chǎn)品的熱傳遞，從而避免壓電陶瓷材料去極化的風(fēng)險。

單層壓電陶瓷的諧振頻率

1、片狀單層陶瓷諧振頻率

片狀單層陶瓷本身的諧振頻率與陶瓷的厚度有關(guān)，兩者大致關(guān)系如下圖所示。

將壓電陶瓷裝入設備中后，陶瓷的諧振頻率將降低，具體參數需要進(jìn)行結構分析。

單層壓電陶瓷的位移估算

利用逆壓電效應，即對壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷受電場(chǎng)影響將產(chǎn)生形變位移。

1、位移的粗略估計

單層壓電陶瓷一般在zui大耐壓值下的位移約為位移方向長(cháng)度的1‰，例如1mm厚陶瓷片，它的zui大耐壓值為1000V，在1000V下，它產(chǎn)生的zui大位移約為1μm。

2、片狀單層壓電陶瓷的位移估算： 

其中：

U：施加電壓[V]

H：陶瓷高度[m]

E：電場(chǎng)強度[V/m]

d：壓電系數[m/V]

W：陶瓷寬度[m]

由以上公式可知：片狀單層壓電陶瓷的位移只與材料及所給電壓有關(guān)，而對于同一種材料，不同高度的陶瓷片，只要施加相同電壓（切記：電壓不可超出所能承受的zui大電壓），所產(chǎn)生的位移基本相同。

其他形狀也可根據此計算公式進(jìn)行估算位移情況。

3、單層陶瓷工作在諧振頻率點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)幅度zui大。

作為傳感或發(fā)電時(shí)，輸出電壓估算

單層壓電陶瓷作為傳感器時(shí)是利用它的正壓電效應，即通過(guò)施加外力使之產(chǎn)生形變，從而輸出電荷。 
圓片輸出電壓理論估算公式：

g33：為材料常數

F：為力，單位

H：為高度

R：為圓片的半徑

例如: 圓片NCE41-Disc-OD20-TH5，NCE41材料系數為25.5*10-3，當施加12500N力時(shí)，理論估算所產(chǎn)生的電壓為5000V。

單層壓電陶瓷用來(lái)發(fā)電產(chǎn)生的功率，在諧振頻率下，可達40-50W/cm3，芯明天單層壓電陶瓷在諧振頻率下產(chǎn)生功率zui高的材料為NCE81材料。

單層陶瓷驅動(dòng)電源

芯明天公司不僅可提供單層壓電陶瓷，且可提供單層壓電陶瓷驅動(dòng)電源，頻率可提供小至幾赫茲，大至上兆頻率的驅動(dòng)電源，基本參數如下：

該產(chǎn)品為進(jìn)口產(chǎn)品，一般以批量定制為主，所以我們不將壓電陶瓷元件作為標準品提供。但在國外也會(huì )有部分型號的庫存，可從庫存中選取型號進(jìn)行性能測試，且供貨時(shí)間短，成本易控制。請與銷(xiāo)售工程師索取庫存型號。