Piezokeramische Werkstoffe gestatten die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie und umgekehrt.

Die auf Blei - Zirkonat - Titanat basierenden Werkstoffe sind auf unterschiedlichste Einsatzspezifika optimiert und erlauben somit unterschiedlichste Applikationen in der Sensor- und Aktuatortechnik.

Die Herstellungstechnologie piezokeramischer Bauelemente ermöglicht die unproblematische Fertigung unterschiedlicher Geometrien, wodurch dem Anwender eine Fülle von Applikationsmöglichkeiten zur Verfügung stehen.

Ein großer Teil unserer piezokeramischen Erzeugnisse wird in eigenen Komponenten und Systemen der Aktuatorik und Sensorik zum Einsatz gebracht. Wir beliefern Sie aber auch gern mit Halbzeugen, Bauelementen und Komponenten nach Ihren Wünschen. Unsere Entwickler stehen Ihnen mit ihrem Erfahrungsschatz auf dem Gebiet der Erzeugung und Applikation piezokeramischer Werkstoffe, Komponenten und Systeme für die Lösung Ihrer Probleme zur Verfügung.

FPM 110

FPM 110 ist ein hartes piezoelektrisches Material mit schmaler Hysterese und sehr hoher mechanischer Güte. Er zeichnet sich besonders durch die für harte Materialien hohe piezoelektrische Ladungskonstante aus und ist für den Leistungsultraschallbereich konzipiert. Der Werkstoff findet außerdem Verwendung für Sensoren in Vielschichttechnik. FPM 110 zeigt eine für harte piezokeramische Materialien hohe Deformation ( bei 2 kV/mm).

FPM 231

FPM 231 stellt einen weichen Werkstoff mit hoher Deformation ( bei 2 kV/mm) und somit einen exzellenten Werkstoff für Aktuatoren wie marco - Torque - Blöcke^®, Bieger und Stapel in Vielschichttechnologie dar. Es ist ein piezoelektrisch weicher Werkstoff mit geringer mechanischer Güte und hoher relativer Dielektrizitätskonstante. Kennzeichnend für FPM 231 ist die sehr hohe piezoelektrische Ladungskonstante. Der Werkstoff kann in Folientechnologie gefertigt werden.

FPM 220

FPM 220 ist ebenfalls ein weicher piezokeramischer Werkstoff, der vor allem in der Hochvoltaktuatorik verwendet wird. FPM 220 ist ein Standardwerkstoff mit hoher piezoelektrischer Ladungskonstante und mittlerer mechanischer Güte. Die Deformation dieses Werkstoffes ist mit  bei 2 kV/mm etwas kleiner als bei FPM 231.

FPM 202

Dieser piezoelektrisch weiche Werkstoff besitzt neben hohen elektromechanischen Kopplungsfaktoren eine niedrige relative Dielektrizitätskonstante sowie eine hohe piezoelektrische Ladungs- und Druckkonstante. Er kann für Luftultraschallwandler, Modulartransducer sowie Kraft- und Beschleunigungssensoren eingesetzt werden. Weiterhin macht die hohe Curietemperatur einen Einsatz im erweiterten Temperaturbereich möglich.

FPM 203

Mit FPM 203 ist ein Werkstoff speziell für Hochvoltaktuatoren unter Einsatz bei höheren Temperaturen entwickelt worden. Mit der hohen Curietemperatur von muss allerdings der kleine Nachteil des höheren Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante in Kauf genommen werden. Große Vorteile für die Vielschichtaktuatorik bietet die geringe Dielektrizitätskonstante und die hohe Deformation, > 1,8 . FPM 203 kann auch wie FPM 202 für Ultraschallanwendungen genutzt werden. Die Frequenzkonstanten liegen weitgehend so wie bei FPM 202.

FPM 240

FPM 240 wurde für Biege-Aktuatoren entwickelt. Das Material ist durch den höheren planaren Kopplungsfaktor, in den x-y-verknüpften Steifigkeitstensoren gegenüber FPM 231 erniedrigt bei sonst ähnlichem . Dadurch können höhere Auslenkungen und Kräfte erzielt werden.

Vorzugsgeometrien *)

Metallisierung

Vollelektrode mit Seitenkontakt und Kerbe
Vollelektrode mit Umkontakt
Sonderelektroden

Spezifikation piezoelektrischer Keramiken, Kleinsignalwerte

elektromechanische	Symbol	Einheit	Werkstoff
Kenngröße			FPM 202	FPM 203	FPM 231	FPM 220	FPM 240	FPM 110
Dichte			7,71	7,64	7,7	7,8	7,82	7,68
relative			1560	800	2990	2650	3680	1075
Dielektrizitätskonstante			1600	1160	2930	2085	3650	1480
			950	700	2180	1385	2090	910
			780	370	1410	1260	1470	648
dielektrischer	tan		18	21	22	20	19	6
Verlustfaktor	·
Curietemperatur		°C	365	360	192	220	202	272
elektromechanischer			62	62	61	63	69	51
Kopplungsfaktor			35	32	39	32	43	32
		%	65	64	63	66	72	64
			44	51	50	46	50	43
			64	63	50	58	65	62
piezoelektrische			330	220	500	430	630	270
Deformations-			-165	-104	-260	-200	-300	110
(Ladungskonstante)			510	425	525	506	807	440
	·	C/N (m/V)
mechanischer Gütefaktor			86	88	77	82	75	1400
Temperaturkoeffizient*
von			3,6	10,4	8,4	5	7,4	6,4
von			-0,2	0,9	-3	-0,5	-2,1	-0,2
von			-0,9	0,6	-3	-0,4	-2,5	-0,8
von			1,8	5	-0,4	1	2,3	1,3
von			-2,8	-1,6	-5	-2	-5	-2,9
	·
elastische			16	15	16	16	15	13
Nachgiebigkeit			10	10	10	10	9	8
			27	27	31	27	27	23
			14	13	14	15	12	11
			46	44	42	41	47	38
			18	17	17	17	20	15
			5	7	2	8	3	3
			10	9	9	10	10	7
	·
elastische Steifigkeit			14,6	15,3	14,8	15,6	15,8	15,1
			11,8	11,2	11,1	12,2	12	12,3
			3,7	3,7	3,2	3,6	3,7	4,3
			2,2	2,3	2,4	2,4	2,1	2,6
			9,6	10,7	8,9	10,2	10,6	11
			0,1	-1,7	1,5	-1,6	2,1	1
			-5,5	-4,9	-5,3	-5,2	-6,6	-5,7
	·
planare Poissonzahl			0,296	0,296	0,295	0,297	0,300	0,287
Frequenzkonstante			1985	2035	1970	1985	1910	2255
			1420	1490	1420	1390	1450	1610
		Hzm	1405	1440	1415	1420	1335	1548
			1996	1969	1940	2022	2000	2034
			874	893	902	910	858	957
piezoelektrische			23	32	14	18	16	23
Spannungskonstante			-11	-15	-10	-8	-9	-12
			36	41	20	27	25	34
	·	Vm/N
spezifischer Widerstand		Ohmm		2 ·	0,5 ·	0,5 ·

*) Temperaturbereich: 25 ... 85 °C

Messungen wurden nach DIN EN 50324-2 VDE 0336-2 "Piezoelektrische Eigenschaften von keramischen Werkstoffen und Komponenten" Teil 2: Messverfahren - Kleinsignal (Dezember 2002) durchgeführt.

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Piezo-Grundlagen

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