KEMET ND系列盤狀壓電陶瓷換能器:特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)
作為電子工程師,我們?cè)谠O(shè)計(jì)中常常會(huì)用到各種電子元件,壓電陶瓷換能器就是其中一種在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的元件。今天就來詳細(xì)介紹KEMET的ND系列盤狀壓電陶瓷換能器。
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一、產(chǎn)品概述
KEMET的壓電陶瓷ND系列是采用原創(chuàng)高性能壓電材料的盤狀壓電陶瓷。它基于壓電效應(yīng)(受壓產(chǎn)生電荷)和逆壓電效應(yīng)(加電壓產(chǎn)生應(yīng)變)原理工作。這一原理使得它在很多應(yīng)用場(chǎng)景中都能大顯身手。
二、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
材料特性
- N6材料:具有高耦合系數(shù)、高Qm和低tanδ的特點(diǎn),非常適合高功率應(yīng)用。想象一下在需要高功率轉(zhuǎn)換的設(shè)備中,N6材料就能高效地完成能量轉(zhuǎn)換任務(wù)。
- N21材料:擁有高耦合系數(shù)和大g常數(shù),適用于傳感應(yīng)用。比如在一些需要精確感知外界物理量的設(shè)備中,N21材料就能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
其他優(yōu)勢(shì)
- 寬工作溫度范圍:工作溫度范圍從 -20°C 到 +60°C,這意味著它能在多種環(huán)境條件下穩(wěn)定工作,減少了環(huán)境因素對(duì)其性能的影響。
- 環(huán)保合規(guī):符合RoHS/REACH標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)于注重環(huán)保和產(chǎn)品合規(guī)性的設(shè)計(jì)來說是非常重要的。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
該系列換能器的應(yīng)用十分廣泛,包括但不限于以下幾個(gè)方面:
- 振動(dòng)給料器:利用其壓電效應(yīng)產(chǎn)生的振動(dòng),實(shí)現(xiàn)物料的精準(zhǔn)輸送。
- 超聲波清洗機(jī):通過逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲波,實(shí)現(xiàn)高效清洗。
- 超聲波懸浮:利用超聲波的特性實(shí)現(xiàn)物體的懸浮,在一些特殊的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中有著重要作用。
- 超聲波流量和液位計(jì):通過檢測(cè)超聲波的傳播情況來測(cè)量流量和液位。
- 超聲波距離傳感器:利用超聲波的傳播時(shí)間來測(cè)量距離,精度較高。
- 負(fù)載傳感器和沖擊傳感器:能夠感知外界的負(fù)載和沖擊變化,實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。
四、訂購信息
| 訂購時(shí)需要注意以下幾個(gè)參數(shù): | ND | 10 | X3 | N21 |
|---|---|---|---|---|
| 系列 | 陶瓷外徑 (mm) | 厚度尺寸 (mm) | 陶瓷材料名稱 | |
| ND | 10=p10 mm 18=p18 mm | X2=2mm X3=3 mm | N6=N6材料 N21=N21材料 |
通過這些參數(shù),我們可以準(zhǔn)確地選擇適合自己設(shè)計(jì)需求的產(chǎn)品。
五、尺寸規(guī)格
| 不同型號(hào)的產(chǎn)品在尺寸上有所差異,具體如下: | 產(chǎn)品編號(hào) | 直徑 D (mm) | 厚度 T (mm) | 電極直徑 E (mm) |
|---|---|---|---|---|
| ND10X2N6 | 10±0.1 | 2+0.1 | 9.2 | |
| ND10X3N6 | 10+0.1 | 3+0.1 | 9.2 | |
| ND18X2N6 | 18±0.1 | 2+0.1 | 17.5 | |
| ND18X3N6 | 18+0.1 | 3+0.1 | 17.5 | |
| ND10X2N21 | 10+0.1 | 2+0.1 | 9.2 | |
| ND10X3N21 | 10+0.1 | 3±0.1 | 9.2 | |
| ND18X2N21 | 18+0.1 | 2+0.1 | 17.5 | |
| ND18X3N21 | 18+0.1 | 3±0.1 | 17.5 |
需要注意的是,電極直徑僅為參考值,不保證其準(zhǔn)確性。
六、環(huán)境合規(guī)性
所有KEMET壓電陶瓷都符合RoHS和REACH標(biāo)準(zhǔn)。不過,產(chǎn)品中含有在2012年12月19日第8次更新的REACH SVHC物質(zhì)清單中公布的物質(zhì),且含量超過產(chǎn)品重量的0.1wt%。不過,該壓電陶瓷在正常使用情況下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,對(duì)人體和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)極小,但要注意避免吸入或意外口服粉末陶瓷。同時(shí),目前以鉛鈦鋯氧化物(PZT)為主要成分的壓電陶瓷制造技術(shù)已經(jīng)成熟,且暫無性能更優(yōu)的替代材料,該壓電陶瓷在RoHS(2011/65/EU)附件III(7c.1)中被列為豁免項(xiàng)。
七、性能特性
材料特性對(duì)比
| 項(xiàng)目 | N6材料 | N21材料 |
|---|---|---|
| 相對(duì)介電常數(shù) | 不同模式下有不同數(shù)值 | 不同模式下有不同數(shù)值 |
| 介電損耗 | 0.3% | 2.0% |
| 頻率常數(shù) | 多種模式下有不同數(shù)值 | 多種模式下有不同數(shù)值 |
| 機(jī)電耦合系數(shù) | 不同模式下有不同數(shù)值 | 不同模式下有不同數(shù)值 |
| 壓電常數(shù) | 不同模式下有不同數(shù)值 | 不同模式下有不同數(shù)值 |
| 柔順性 | 不同模式下有不同數(shù)值 | 不同模式下有不同數(shù)值 |
| 泊松比 | 0.32 | 0.34 |
| 機(jī)械品質(zhì)因數(shù) | 1,500 | 75 |
| 居里溫度 | 325°C | 330°C |
| 密度 | 7.77 | 7.82 |
| 溫度系數(shù) | 不同溫度區(qū)間有不同數(shù)值 | 不同溫度區(qū)間有不同數(shù)值 |
| 老化率 | 不同參數(shù)有不同數(shù)值 | 不同參數(shù)有不同數(shù)值 |
從這些數(shù)據(jù)中我們可以看出,N6材料和N21材料在各項(xiàng)性能上存在差異,這也決定了它們?cè)诓煌瑧?yīng)用場(chǎng)景中的適用性。
產(chǎn)品性能參數(shù)
| 產(chǎn)品編號(hào) | 徑向諧振頻率 (kHz) | 電容 (pF) | 工作溫度范圍 | 重量 (g) |
|---|---|---|---|---|
| ND10X2N6 | 216±5% | 480±20% | -20°C 到 +60°C | 1.2 |
| ND10X3N6 | 207±5% | 320+20% | -20°C 到 +60°C | 1.8 |
| ND18X2N6 | 120+5% | 1,610±20% | -20°C 到 +60°C | 4.0 |
| ND18X3N6 | 120±5% | 1,080+20% | -20°C 到 +60°C | 6.0 |
| ND10X2N21 | 196±5% | 590±20% | -20°C 到 +60°C | 1.2 |
| ND10X3N21 | 190+5% | 400+20% | -20°C 到 +60°C | 1.8 |
| ND18X2N21 | 109+5% | 2,000+20% | -20°C 到 +60°C | 4.0 |
| ND18X3N21 | 109±5% | 1,370+20% | -20°C 到 +60°C | 6.0 |
這些參數(shù)對(duì)于我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選擇合適的產(chǎn)品非常重要,我們需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求來綜合考慮。
八、包裝與處理注意事項(xiàng)
包裝
ND系列產(chǎn)品采用真空袋包裝,具體每盒數(shù)量未給出,在采購時(shí)需要進(jìn)一步確認(rèn)。
極性顯示
極化處理的 + 極側(cè)會(huì)顯示 + 號(hào), - 極側(cè)無標(biāo)識(shí)。在安裝和使用時(shí),一定要注意極性,否則可能會(huì)影響產(chǎn)品的性能。
出口管制
- 日本客戶:對(duì)于受日本《外匯與外貿(mào)法》管制的產(chǎn)品,出口需要獲得相關(guān)的出口許可證。
- 非日本客戶:壓電換能器不得用于任何常規(guī)武器或大規(guī)模殺傷性武器(核武器、化學(xué)或生物武器、導(dǎo)彈)或其他武器的開發(fā)、生產(chǎn)、儲(chǔ)存或使用。
九、銷售與免責(zé)聲明
銷售信息
如需了解全球銷售辦事處的完整列表,請(qǐng)?jiān)L問www.kemet.com/sales。
免責(zé)聲明
數(shù)據(jù)手冊(cè)中的所有產(chǎn)品規(guī)格、聲明、信息和數(shù)據(jù)都可能會(huì)發(fā)生變化??蛻粼谙聠螘r(shí)需要自行檢查和驗(yàn)證這些信息的適用性。雖然信息被認(rèn)為是準(zhǔn)確可靠的,但不提供任何形式的保證、擔(dān)?;蜇?zé)任。對(duì)于某些應(yīng)用的適用性聲明,不構(gòu)成對(duì)特定客戶應(yīng)用或用途的適用性保證??蛻粜枰邆渥銐虻慕?jīng)驗(yàn)和能力來為自己的應(yīng)用選擇正確的產(chǎn)品。同時(shí),即使KEMET的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造符合嚴(yán)格的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn),但仍可能出現(xiàn)個(gè)別元件故障,客戶在需要高可靠性或安全性的應(yīng)用中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)或其他保障措施。
總之,KEMET的ND系列盤狀壓電陶瓷換能器是一款性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品。作為電子工程師,我們?cè)谠O(shè)計(jì)中需要充分了解其特性和優(yōu)勢(shì),根據(jù)具體需求合理選擇和使用,同時(shí)也要注意其相關(guān)的注意事項(xiàng)和免責(zé)聲明,以確保設(shè)計(jì)的可靠性和合規(guī)性。大家在使用過程中有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的應(yīng)用案例呢?歡迎分享交流。
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