Leistung von PZT8 im Vergleich zu PZT4-Piezokeramikmaterialien in Ultraschallwandlern

- Apr 13, 2019-

Abstrakt:


PZT8 und PZT4 sind die üblichen „harten“ piezokeramischen Materialien, die in Ultraschall-Leistungswandlern (z. B. Schweißen, Schneiden, Sonar usw.) verwendet werden. PZT8 wird vor allem aufgrund seines höheren mechanischen Qualitätsfaktors Qm als die bessere Wahl für resonante Bauelemente empfunden. PZT8 wird im Vergleich zu PZT4 auch als "härter" angesehen, da es bei höheren Vorspannungen und Laufwerksstufen eine bessere Stabilität aufweist. Viele PZT8 und PZT4 sind die üblichen „harten“ piezokeramischen Werkstoffe, die in Ultraschall-Leistungswandlern (z. B. Schweißen, Schneiden, Sonar usw.) verwendet werden. PZT8 wird vor allem aufgrund seines höheren mechanischen Qualitätsfaktors Qm als die bessere Wahl für resonante Bauelemente empfunden. PZT8 wird im Vergleich zu PZT4 auch als "härter" angesehen, da es bei höheren Vorspannungen und Laufwerksstufen eine bessere Stabilität aufweist. Viele Wandlerentwickler ziehen PZT4 für ihre Anwendungen nicht in Betracht, obwohl sie klare Vorteile wie eine höhere Leistung (dh höhere d33) haben. Sogar der wahrgenommene Vorteil von PZT8 in Bezug auf Qm ist für die meisten geschraubten Schallwandler vom Langevin-Typ nicht von Bedeutung, wenn die mechanischen Gelenkverluste dominieren. Diese Forschung ist eine Fallstudie zur Leistungsfähigkeit identischer Ultraschallwandler, die für das Bonding von Halbleitern verwendet werden und aus PZT8- oder PZT4-Materialien bestehen. Der Hauptzweck der Studie ist die Festlegung von Richtlinien für die Konstruktion von Daumenaufnehmern für die Auswahl von PZT8 gegenüber PZT4-Materialien. Untersucht werden verschiedene Messgrößen wie Impedanz, Frequenz, Kapazität, dielektrischer Verlust, Qm, Erwärmung, Verschiebungsverstärkung und elektromechanischer Kopplungsfaktor. Die experimentellen und theoretischen Forschungsmethoden umfassen Bode-Diagramme, thermische IR-Kamera-Bildgebung, Scanning-Laservibrometrie und Finite-Elemente-Analyse im gekoppelten Feld.