KEMET ND系列盤狀壓電陶瓷換能器:特性、應用與設計要點
作為電子工程師,我們在設計中常常會用到各種電子元件,壓電陶瓷換能器就是其中一種在多個領域發(fā)揮重要作用的元件。今天就來詳細介紹KEMET的ND系列盤狀壓電陶瓷換能器。
文件下載:KEMET 盤形壓電換能器.pdf
一、產品概述
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(受壓產生電荷)和逆壓電效應(加電壓產生應變)原理工作。這一原理使得它在很多應用場景中都能大顯身手。
二、產品優(yōu)勢
材料特性
- N6材料:具有高耦合系數(shù)、高Qm和低tanδ的特點,非常適合高功率應用。想象一下在需要高功率轉換的設備中,N6材料就能高效地完成能量轉換任務。
- N21材料:擁有高耦合系數(shù)和大g常數(shù),適用于傳感應用。比如在一些需要精確感知外界物理量的設備中,N21材料就能發(fā)揮其優(yōu)勢。
其他優(yōu)勢
- 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)境因素對其性能的影響。
- 環(huán)保合規(guī):符合RoHS/REACH標準,這對于注重環(huán)保和產品合規(guī)性的設計來說是非常重要的。
三、應用領域
該系列換能器的應用十分廣泛,包括但不限于以下幾個方面:
- 振動給料器:利用其壓電效應產生的振動,實現(xiàn)物料的精準輸送。
- 超聲波清洗機:通過逆壓電效應產生超聲波,實現(xiàn)高效清洗。
- 超聲波懸浮:利用超聲波的特性實現(xiàn)物體的懸浮,在一些特殊的實驗和應用中有著重要作用。
- 超聲波流量和液位計:通過檢測超聲波的傳播情況來測量流量和液位。
- 超聲波距離傳感器:利用超聲波的傳播時間來測量距離,精度較高。
- 負載傳感器和沖擊傳感器:能夠感知外界的負載和沖擊變化,實現(xiàn)精確測量。
四、訂購信息
| 訂購時需要注意以下幾個參數(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),我們可以準確地選擇適合自己設計需求的產品。
五、尺寸規(guī)格
| 不同型號的產品在尺寸上有所差異,具體如下: | 產品編號 | 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,不保證其準確性。
六、環(huán)境合規(guī)性
所有KEMET壓電陶瓷都符合RoHS和REACH標準。不過,產品中含有在2012年12月19日第8次更新的REACH SVHC物質清單中公布的物質,且含量超過產品重量的0.1wt%。不過,該壓電陶瓷在正常使用情況下化學性質穩(wěn)定,對人體和環(huán)境的風險極小,但要注意避免吸入或意外口服粉末陶瓷。同時,目前以鉛鈦鋯氧化物(PZT)為主要成分的壓電陶瓷制造技術已經成熟,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。
七、性能特性
材料特性對比
| 項目 | N6材料 | N21材料 |
|---|---|---|
| 相對介電常數(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 |
| 機械品質因數(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材料在各項性能上存在差異,這也決定了它們在不同應用場景中的適用性。
產品性能參數(shù)
| 產品編號 | 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)對于我們在設計中選擇合適的產品非常重要,我們需要根據(jù)具體的設計要求來綜合考慮。
八、包裝與處理注意事項
包裝
ND系列產品采用真空袋包裝,具體每盒數(shù)量未給出,在采購時需要進一步確認。
極性顯示
極化處理的 + 極側會顯示 + 號, - 極側無標識。在安裝和使用時,一定要注意極性,否則可能會影響產品的性能。
出口管制
- 日本客戶:對于受日本《外匯與外貿法》管制的產品,出口需要獲得相關的出口許可證。
- 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、化學或生物武器、導彈)或其他武器的開發(fā)、生產、儲存或使用。
九、銷售與免責聲明
銷售信息
如需了解全球銷售辦事處的完整列表,請訪問www.kemet.com/sales。
免責聲明
數(shù)據(jù)手冊中的所有產品規(guī)格、聲明、信息和數(shù)據(jù)都可能會發(fā)生變化??蛻粼谙聠螘r需要自行檢查和驗證這些信息的適用性。雖然信息被認為是準確可靠的,但不提供任何形式的保證、擔?;蜇熑巍τ谀承玫倪m用性聲明,不構成對特定客戶應用或用途的適用性保證??蛻粜枰邆渥銐虻慕涷灪湍芰頌樽约旱膽眠x擇正確的產品。同時,即使KEMET的產品設計和制造符合嚴格的質量和安全標準,但仍可能出現(xiàn)個別元件故障,客戶在需要高可靠性或安全性的應用中應采取適當?shù)脑O計或其他保障措施。
總之,KEMET的ND系列盤狀壓電陶瓷換能器是一款性能優(yōu)異、應用廣泛的產品。作為電子工程師,我們在設計中需要充分了解其特性和優(yōu)勢,根據(jù)具體需求合理選擇和使用,同時也要注意其相關的注意事項和免責聲明,以確保設計的可靠性和合規(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特的應用案例呢?歡迎分享交流。
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