marco: Ferro-electrical piezoceramic materials

fpm/225, fpm/226

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Electro-strictors

In the case of these materials we are dealing with electro-strictive PZT and not PNN or PNN-PT. s.p .5 FPN 225 is a purely electro-strictive material and has neither a measurable piezoelectrical charging constant or an electromechanical coupling factor.
FPM 226 is not a purely electro-strictive material. It represents a transition material from a ferro-electrical piezoelectric material to an electro-strictive material.
The remarkable feature of these materials is, in contrast to PNN or PNN-PT, the low relative dielectric constant .

FPM 225

Rein elektrostriktive Werkstoffe zeigen
eine charakteristische Deformationskurve.

Die Abhängigkeit der Deformation von
der elektrischen Feldstärke ist nicht linear.

Auffällig bei elektrostriktiven Werkstoffen
ist der kleine Bereich, in welchem
sich die Dehnung linear mit der elektrischen
Feldstärke ändert.

Elektrostriktoren, z. B. FPM 225, dehnen sich auch bei Umpolung aus.

FPM 226

Purely electro-strictive materials show
a characteristic deformation curve.

The dependency of the deformation upon
the electrical field strength is not linear.

What is noticeable in the case of electro-strictive materials
is the small area, in which the elongation
alters linearly with the electrical field strength.

Electro-strictives, e.g. FPM 225 elongate when polarity is reversed.

FPM 226

FPM 226 also has a contraction phase of 27.3 % in

Der Übergangswerkstoff FPM 226 zeigt noch eine schmale Hysterese (Kreuze im Bild), welche allerdings anders verläuft als bei den harten piezoelektrischen Werkstoffen, z. B. FPM 110. Bei FPM 225 ist die Hysterese (helle Kurve) fast geschlossen.

Ab 50 °C ist FPM 226 rein elektrostriktiv.

Die ferroelektrisch piezoelektrischen Werkstoffe, z. B. FPM 231 (Punkte im Bild), zeigen eine ausgedehnte Hystereseschleife der Polarisation.

Elektrostriktive Werkstoffe zeigen keine Erhöhung der Dehnung bei Vergrößerung der Vorspannung. Im Gegenteil, sie erniedrigen ihre Dehnung bei Belastung eher geringfügig. Der Übergangswerkstoff FPM 226 hat ein nahezu konstantes Verhalten über einen weiten Bereich der Vorspannung.

Datenübersicht FPM 225, FPM 226

elektromechanische Kenngröße
Symbol
Einheit
Wert

FPM 226
FPM 225

Dichte

7,41
7,44

relative Dielektrizitätskonstante

7100
7000

dielektrischer Verlustfaktor

54
78

Curietemperatur

°C
125
90*

elektromechanische Kopplungsfaktoren

%
52
0

piezoelektrische Ladungskonstante

C/N
780
0

geschätzt aus dem linearen Bereich

der Feldstärke-Dehnungs-Kurve

m/V
-
1790

1 kV/mm

0,18
0,16

Deformation

%

2 kV/mm

0,22
0,20

mechanische Güte

10-20
-

-40 °C
0,18
0,16

bei 2 kV/mm
%
80 °C
0,18
0,15

145 °C
0,115
0,10

elastische Steifigkeit

7,5
6

Frequenzkonstante

Hzm
-
-

piezoelektrische Druckkonstante

Vm/N
12,4
0

thermischer Ausdehnungskoeffizient

1/K
-
-

spezifischer elektrischer Widerstand

Ohmm

* materialbezogene Schätzung

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elektromechanische Kenngröße	Symbol	Einheit	Wert

			FPM 226	FPM 225

Dichte			7,41	7,44
relative Dielektrizitätskonstante			7100	7000
dielektrischer Verlustfaktor			54	78
Curietemperatur		°C	125	90*
elektromechanische Kopplungsfaktoren		%	52	0
piezoelektrische Ladungskonstante		C/N	780	0
geschätzt aus dem linearen Bereich
der Feldstärke-Dehnungs-Kurve		m/V	-	1790
	1 kV/mm		0,18	0,16
Deformation		%
	2 kV/mm		0,22	0,20
mechanische Güte			10-20	-
		-40 °C	0,18	0,16
bei 2 kV/mm	%	80 °C	0,18	0,15
		145 °C	0,115	0,10
elastische Steifigkeit			7,5	6

Frequenzkonstante		Hzm	-	-
piezoelektrische Druckkonstante		Vm/N	12,4	0

thermischer Ausdehnungskoeffizient		1/K	-	-

spezifischer elektrischer Widerstand		Ohmm