CSAP/NAC/MP-环形压电陶瓷元件

   环形压电陶瓷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压电陶瓷元件，外径可生产4mm至185mm，以适合您的特殊应用。下面你将看到可供参考的不同的尺寸关系

环形压电陶瓷元件材料参数

*) 只能用于生产叠堆型陶瓷。
**) 测量依照EN 50324标准。
***) 上面的D表示开路，上面的E表示短路。对于谐振应用，陶瓷要与电子器件连接，所以应该使用上面带有E的系数。1（径向）和3（轴向）对应参数被定义的轴。Np就径向模式常数，Nt是厚度模式常数。

以上所列参数值仅作为参考目的，不能无条件适用于所有形状及尺寸。参数变化将取决于元件的实际形状、表面处理、形成过程和后期处理等。

*) 只能用于生产叠堆型陶瓷。
**) 测量依照EN 50324标准。
***) 上面的D表示开路，上面的E表示短路。对于谐振应用，陶瓷要与电子器件连接，所以应该使用上面带有E的系数。1（径向）和3（轴向）对应参数被定义的轴。Np就径向模式常数，Nt是厚度模式常数。

以上所列参数值仅作为参考目的，不能无条件适用于所有形状及尺寸。参数变化将取决于元件的实际形状、表面处理、形成过程和后期处理等。

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。

芯明天环形压电陶瓷元件

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。

芯明天单层压电陶瓷的材料对应典型应用

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

环 片状单层陶瓷一般具有三个谐振频率，即轴向谐振频率、径向谐振频率及Hoop谐振频率。

其中轴向谐振频率与陶瓷的厚度及有关，两者大致关系如下图所示。

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。 环片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。

注意事项：

银电极通过丝网印刷方法印刷于陶瓷表面，通过导电引线连接是非常优秀且时间稳定性高的连接方式。然而，偶尔可能存在将银锡表面上的焊料锡润湿或脱落的问题，因此焊接可能是困难的。

这种现象主要是由大气中的硫分子与银表面之间的反应，在陶瓷表面上随后形成的硫化银层所引起的。该层的形成和高度受到老化、PH、湿度等因素的影响。

为了*避免这些问题，可以在焊接之前轻轻地清洁陶瓷表面上的外部电极。玻璃刷或钢丝绒对此操作非常适合。

我们建议使用250到325℃之间的焊接温度。 银是可溶于焊料锡中，如果焊接时间过长，电极将*溶解在焊料中。 为了增加可承受的焊接时间，我们推荐使用银含量为2-4％的焊锡。即使因此增加了耐焊时间，但我们仍建议焊接时间不超过2-3秒，以zui小化向压电陶瓷产品的热传递，从而避免压电陶瓷材料去极化的风险。