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芯明天單層壓電陶瓷（又常被稱作超聲陶瓷）內(nèi)部僅含有一層壓電陶瓷層，且內(nèi)部無電極層，僅有外部表面的電極層，不像多層疊堆壓電陶瓷，內(nèi)部具有很多陶瓷層及電極層。在不破壞單層陶瓷對應(yīng)正、負(fù)電極情況下，可進(jìn)行切割使用。

結(jié)構(gòu)如下圖所示。

單層與多層壓電陶瓷對比：

芯明天單層壓電陶瓷外觀及尺寸

注：單層壓電陶瓷的厚度與長、寬、外徑及材料等有關(guān)；外形尺寸可定制。

芯明天單層壓電陶瓷電極

芯明天單層壓電陶瓷通常為絲網(wǎng)印刷銀電極，厚度約幾微米至幾十微米，也可定制鎳、金、鍍銀等電極。單層壓電陶瓷片的標(biāo)準(zhǔn)電極為上下面，一面為正極、一面為負(fù)極；管狀單層陶瓷的標(biāo)準(zhǔn)電極為內(nèi)外壁電極，內(nèi)壁為正極、外壁為負(fù)極。

除標(biāo)準(zhǔn)電極外，我們也可提供特殊電極，如電極延覆WAE（Wraped Around Electrode），可將正負(fù)電極引至同一側(cè)，下圖所示為標(biāo)準(zhǔn)可選的WAE電極形式，一般從另一面延覆來的電極為負(fù)極，另一區(qū)域為正極，如下圖標(biāo)記。

單層壓電陶瓷的耐壓值

單層壓電陶瓷所能承受的電壓值與厚度有關(guān)，一般1mm厚陶瓷zui大可承受1kV的電壓，2mm厚陶瓷zui大可承受2kV電壓，以此類推。

Tube管狀陶瓷的耐壓值與壁厚有關(guān)，一般1mm壁厚陶瓷zui大可承受1kV的電壓，2mm厚陶瓷zui大可承受2kV電壓，以此類推。

芯明天單層壓電陶瓷材料基本參數(shù)及典型應(yīng)用

材料典型應(yīng)用：

NCE40：超聲清洗、水下超聲、醫(yī)療應(yīng)用-美容儀器、壓電馬達(dá)驅(qū)動、諧振模式應(yīng)用。

NCE41：超聲清洗、超聲霧化器、水下超聲、醫(yī)療應(yīng)用、壓電馬達(dá)驅(qū)動、諧振模式應(yīng)用、點火擠壓式。

NCE80：超聲焊接、高頻聲吶、高頻醫(yī)療應(yīng)用。

NCE81：超聲焊接、超聲解膠劑、高頻及高功率聲吶、高頻及高功率醫(yī)療應(yīng)用。

NCE51：低功率及低頻超聲/聲傳感器、力及超聲拾音器、超聲傳感器/接收器系統(tǒng)、傳感器、加速度計、水聽器、流量計、無損檢測NDT、促動器（單層陶瓷及單層陶瓷的疊堆）。

NCE53：剪切加速度計、陀螺儀、一般所有要求高溫及時間穩(wěn)定性的應(yīng)用。

NCE56：醫(yī)療成像、水診器、NDT無損檢測、促動器、一般所有既要求高介電常數(shù)又要求高壓常數(shù)的應(yīng)用。

NCE55：醫(yī)療成像、水診器、NDT無損檢測、促動器、噴墨打印機(jī)、寬帶傳感器陣列和成像系統(tǒng)、要求高介電常數(shù)及高壓電常數(shù)、溫度限制的應(yīng)用。

單層壓電陶瓷的諧振頻率

1、片狀單層陶瓷諧振頻率

片狀單層陶瓷本身的諧振頻率與陶瓷的厚度有關(guān)，兩者大致關(guān)系如下圖所示。

將壓電陶瓷裝入設(shè)備中后，陶瓷的諧振頻率將降低，具體參數(shù)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

 2、Tube管狀陶瓷諧振頻率

Tube管狀壓電陶瓷至少具有兩個諧振頻率，即軸向、徑向諧振頻率，它的徑向諧振頻率與外徑、壁厚等有關(guān)。

Tube管狀陶瓷軸向（即高度方向）的諧振頻率可通過以下公式進(jìn)行估算：

其中：N：厚度方向頻率常數(shù), 取決于材料，詳見材料參數(shù)工作表，OD：外徑[mm]，ID：內(nèi)徑[mm]，此計算值為估計值。

例如：N40 Tube OD39-ID32-TH13，計算得它的軸向諧振頻率約為550kHz。

單層壓電陶瓷的位移估算

利用逆壓電效應(yīng)，即對壓電陶瓷施加電壓，壓電陶瓷受電場影響將產(chǎn)生形變位移。

1、位移的粗略估計

單層壓電陶瓷一般在zui大耐壓值下的位移約為位移方向長度的1‰，例如1mm厚陶瓷片，它的zui大耐壓值為1000V，在1000V下，它在厚度方向產(chǎn)生的zui大位移約為1μm。

2、片狀單層壓電陶瓷的位移估算：

其中：U：施加電壓[V]、H：陶瓷高度[m]、E：電場強度[V/m]、d：壓電系數(shù)[m/V]、 W：陶瓷寬度[m]。

由以上公式可知：片狀單層壓電陶瓷的位移只與材料及所給電壓有關(guān)，而對于同一種材料，不同高度的陶瓷片，只要施加相同電壓（切記：電壓不可超出所能承受的zui大電壓），所產(chǎn)生的位移基本相同。

其他形狀也可根據(jù)此計算公式進(jìn)行估算位移情況。

3、單層陶瓷工作在諧振頻率點時產(chǎn)生的振動幅度zui大。

作為傳感或發(fā)電時，輸出電壓估算

單層壓電陶瓷作為傳感器時是利用它的正壓電效應(yīng)，即通過施加外力使之產(chǎn)生形變，從而輸出電荷。

輸出電壓理論估算公式：

其中：d₃₃：為材料常數(shù)，F(xiàn)：為力，h：為高度，r：為圓片的半徑。

例如: 圓片NCE41-Disc-OD20-TH5，NCE41材料系數(shù)為25.5*1013，當(dāng)施加12500N力時，理論估算所產(chǎn)生的電壓為5000V。

單層壓電陶瓷用來發(fā)電產(chǎn)生的功率，在諧振頻率下，可達(dá)40-50W/cm2，芯明天單層壓電陶瓷在諧振頻率下產(chǎn)生功率zui高的材料為NCE81材料。

單層陶瓷的應(yīng)用案例展示

單層陶瓷的型號選擇

單層壓電陶瓷產(chǎn)品一般以批量定制為主，所以我們不將單層壓電陶瓷元件作為標(biāo)準(zhǔn)品提供。但也會有部分型號的庫存，建議您從庫存中選取型號進(jìn)行性能測試，且供貨時間短，成本易控制。

請與銷售工程師獲取庫存表。

單層陶瓷驅(qū)動電源

芯明天公司不僅可提供單層壓電陶瓷，且可提供單層壓電陶瓷驅(qū)動電源，驅(qū)動頻率可小至幾赫茲，大至上兆赫茲的驅(qū)動電源，基本參數(shù)如下：