CSAP/NAC/MP-管状压电陶瓷元件

  哈尔滨芯明天科技有限公司提供高品质单层压电元件，在形状及尺寸方面可广泛选择。我们可以生产很宽的尺寸范围的管状压电陶瓷元件，外径可生产5mm至140mm，以适合您的特殊应用。

   芯明天单层压电陶瓷（又常被称作超声陶瓷）内部仅含有一层压电陶瓷层，且内部无电极层，仅有外部表面的电极层，不像多层叠堆压电陶瓷，内部具有很多陶瓷层及电极层。在不破坏单层陶瓷对应正、负电极情况下，可进行切割使用。

结构如下图所示。

单层与多层压电陶瓷对比：

产品属性	单层压电陶瓷	多层压电叠堆陶瓷
外观
驱动电压	高（约1kV/mm）	低（60V/150V/200V）
位移形变量	小，纳米量级	大，微米量级
谐振频率	100k~6.6MHz	几十~几百kHz
静电容量	几nF	几十nF~几十μF

芯明天单层压电陶瓷外观及尺寸

注：单层压电陶瓷的厚度与长、宽、外径及材料等有关；外形尺寸可定制。

芯明天单层压电陶瓷电极

芯明天单层压电陶瓷通常为丝网印刷银电极，厚度约几微米至几十微米，也可定制镍、金、镀银等电极。 
单层压电陶瓷片的标准电极为上下面，一面为正极、一面为负极；管状单层陶瓷的标准电极为内外壁电极，内壁为正极、外壁为负极。

除标准电极外，我们也可提供特殊电极，如电极延覆WAE（Wraped Around Electrode），可将正负电极引至同一侧，如下图所示，为标准可选的WAE电极形式，一般从另一面延覆来的电极为负极，另一区域为正极，如下图标记。

单层压电陶瓷的耐压值

单层压电陶瓷所能承受的电压值与厚度有关，一般1mm厚陶瓷zui大可承受1kV的电压，2mm厚陶瓷zui大可承受2kV电压，以此类推。

Tube管状陶瓷的耐压值与壁厚有关，一般1mm壁厚陶瓷zui大可承受1kV的电压，2mm厚陶瓷zui大可承受2kV电压，以此类推。

芯明天管状压电陶瓷元件对应典型应用

NCE40：超声清洗、水下超声、医疗应用-化妆品、压电马达驱动、谐振模式应用。

NCE41：超声清洗、超声雾化器、水下超声、医疗应用、压电马达驱动、谐振模式应用、点火挤压式。

NCE80：超声焊接、高频声呐、高频医疗应用。

NCE81：超声焊接、超声解胶剂、高频及高功率声呐、高频及高功率医疗应用。

NCE51：低功率及低频超声/声传感器、力及超声拾音器、超声传感器/接收器系统、传感器、加速度计、水听器、流量计、无损检测NDT、促动器（Bulk及单层的叠堆）。

NCE53：剪切加速度计、陀螺仪、一般所有要求高温及时间稳定性的应用。

NCE56：医疗成像、水诊器、NDT无损检测、促动器、一般所有既要求高介电常数又要求高压常数的应用。

NCE55：医疗成像、水诊器、NDT无损检测、促动器、喷墨打印机、宽带传感器阵列和成像系统、要求高介电常数及高压电常数、温度限制的应用。

注：材料参数请详见技术参数。

单层压电陶瓷的谐振频率

Tube管状压电陶瓷至少具有两个谐振频率，即轴向、径向谐振频率，它的径向谐振频率与外径、壁厚等有关。

Tube管状陶瓷轴向（即高度方向）的谐振频率可通过以下公式进行估算：

F=0.002*N/(OD–ID)

N：厚度方向频率常数, 取决于材料，详见材料参数工作表，

OD：外径[mm]

ID：内径[mm]

此计算值为为估计值。

例如：N40 Tube OD39-ID32-TH13，计算得它的轴向谐振频率约为550kHz。

将压电陶瓷装入设备中后，陶瓷的谐振频率将降低，具体参数需要进行结构分析。

单层压电陶瓷的位移估算

利用逆压电效应，即对压电陶瓷施加电压，压电陶瓷受电场影响将产生形变位移。

1、位移的粗略估计

单层压电陶瓷一般在zui大耐压值下的位移约为位移方向长度的1‰，例如1mm厚陶瓷片，它的zui大耐压值为1000V，在1000V下，它产生的zui大位移约为1μm。

2、片状单层压电陶瓷的位移估算： 

其中：

U：施加电压[V]

H：陶瓷高度[m]

E：电场强度[V/m]

d：压电系数[m/V]

W：陶瓷宽度[m]

由以上公式可知：片状单层压电陶瓷的位移只与材料及所给电压有关，而对于同一种材料，不同高度的陶瓷片，只要施加相同电压（切记：电压不可超出所能承受的zui大电压），所产生的位移基本相同。

其他形状也可根据此计算公式进行估算位移情况。

3、单层陶瓷工作在谐振频率点时产生的振动幅度zui大。

作为传感或发电时，输出电压估算

单层压电陶瓷作为传感器时是利用它的正压电效应，即通过施加外力使之产生形变，从而输出电荷。 
圆片输出电压理论估算公式：

g33：为材料常数

F：为力，单位

H：为高度

R：为圆片的半径

例如: 圆片NCE41-Disc-OD20-TH5，NCE41材料系数为25.5*10-3，当施加12500N力时，理论估算所产生的电压为5000V。 管状单层压电陶瓷的输出电压应减去内径计算出的电压值。

单层压电陶瓷用来发电产生的功率，在谐振频率下，可达40-50W/cm3，芯明天单层压电陶瓷在谐振频率下产生功率zui高的材料为NCE81材料。

单层陶瓷驱动电源

芯明天公司不仅可提供单层压电陶瓷，且可提供单层压电陶瓷驱动电源，频率可提供小至几赫兹，大至上兆频率的驱动电源，基本参数如下：

该产品为进口产品，一般以批量定制为主，所以我们不将压电陶瓷元件作为标准品提供。但在国外也会有部分型号的库存，可从库存中选取型号进行性能测试，且供货时间短，成本易控制。请与销售工程师索取库存型号。