{"id":20785,"date":"2022-05-02T15:02:55","date_gmt":"2022-05-02T20:02:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/materials-used-to-make-piezoelectricity\/"},"modified":"2025-01-21T01:07:17","modified_gmt":"2025-01-21T06:07:17","slug":"materials-used-to-make-piezoelectricity","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/materials-used-to-make-piezoelectricity\/","title":{"rendered":"Piezoelektrische Materialien: Eine \u00dcbersicht"},"content":{"rendered":"

Piezoelektrizit\u00e4t, die F\u00e4higkeit bestimmter Materialien, unter mechanischer Belastung eine elektrische Spannung zu erzeugen und umgekehrt, ihre Form unter Einfluss eines elektrischen Feldes zu ver\u00e4ndern, findet in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Von Sensoren und Aktoren bis hin zu Energiegewinnung und medizinischer Bildgebung \u2013 die Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend f\u00fcr die Leistung und Effizienz piezoelektrischer Ger\u00e4te. Dieser Artikel beleuchtet die verschiedenen Materialklassen, die f\u00fcr die Piezoelektrizit\u00e4t genutzt werden, und vergleicht ihre Eigenschaften.<\/p>\n

Keramiken<\/h3>\n

Piezokeramiken, allen voran Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), sind die am weitesten verbreiteten piezoelektrischen Materialien. PZT bietet eine hohe piezoelektrische Empfindlichkeit und kann auf spezifische Anwendungen zugeschnitten werden, indem die Zusammensetzung variiert wird. Die Herstellung von PZT ist relativ kosteng\u00fcnstig und die Materialien sind in verschiedenen Formen und Gr\u00f6\u00dfen erh\u00e4ltlich. Ein Nachteil von PZT ist die enthaltene Bleikomponente, die aus Umweltgesichtspunkten bedenklich ist.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
Material<\/th>\nVorteile<\/th>\nNachteile<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
PZT<\/td>\nHohe Empfindlichkeit, kosteng\u00fcnstig, vielf\u00e4ltig formbar<\/td>\nEnth\u00e4lt Blei<\/td>\n<\/tr>\n
Blei-Magnesium-Niobat-Blei-Titanat (PMN-PT)<\/td>\nSehr hohe Empfindlichkeit<\/td>\nTeurer als PZT<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Einkristalle<\/h3>\n

Piezoelektrische Einkristalle, wie beispielsweise Quarz, Lithium-Niobat (LiNbO3) und Lithium-Tantalat (LiTaO3), bieten im Vergleich zu Keramiken eine h\u00f6here Temperaturstabilit\u00e4t und elektromechanische Kopplung. Quarz ist besonders bekannt f\u00fcr seine hohe Q-Faktor, was ihn ideal f\u00fcr hochpr\u00e4zise Oszillatoren und Filter macht. LiNbO3 und LiTaO3 zeichnen sich durch ihre hohe Empfindlichkeit aus und werden h\u00e4ufig in optischen Anwendungen eingesetzt.<\/p>\n

Polymere<\/h3>\n

Piezoelektrische Polymere, wie Polyvinylidenfluorid (PVDF) und seine Copolymere, sind flexibel, leicht und biokompatibel. Sie eignen sich daher besonders f\u00fcr Anwendungen in der Medizintechnik, Sensorik und Energiegewinnung aus Vibrationen. Im Vergleich zu Keramiken und Einkristallen ist die piezoelektrische Empfindlichkeit von Polymeren jedoch geringer.<\/p>\n

Verbundwerkstoffe<\/h3>\n

Piezoelektrische Verbundwerkstoffe kombinieren die Vorteile verschiedener Materialien. Durch die Kombination von piezokeramischen Partikeln mit einer Polymermatrix k\u00f6nnen beispielsweise flexible Materialien mit hoher piezoelektrischer Empfindlichkeit hergestellt werden. Diese Verbundwerkstoffe finden Anwendung in Sensoren, Aktoren und Schallwandlern. Im Bereich der Ultraschalltechnik, beispielsweise bei der Verwendung von Ultraschallreinigungsger\u00e4ten, k\u00f6nnen solche Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen. Sollten dabei spezifische Anforderungen an die Ultraschallfrequenz und -leistung gestellt werden, ist eine pr\u00e4zise Abstimmung der Materialeigenschaften notwendig. Hierbei k\u00f6nnten Hersteller wie Beijing Ultrasonic spezialisierte L\u00f6sungen anbieten.<\/p>\n

Ausblick<\/h3>\n

Die Forschung und Entwicklung im Bereich der piezoelektrischen Materialien schreitet kontinuierlich voran. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung bleifreier Materialien mit hoher piezoelektrischer Leistung, der Verbesserung der Temperaturstabilit\u00e4t und der Entwicklung neuer Materialklassen mit ma\u00dfgeschneiderten Eigenschaften f\u00fcr spezifische Anwendungen. Die zuk\u00fcnftige Entwicklung piezoelektrischer Materialien wird entscheidend dazu beitragen, innovative Technologien in verschiedenen Bereichen voranzutreiben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Piezoelektrizit\u00e4t, die F\u00e4higkeit bestimmter Materialien, unter mechanischer Belastung eine elektrische Spannung zu erzeugen und umgekehrt, ihre Form unter Einfluss eines elektrischen Feldes zu ver\u00e4ndern, findet in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Von Sensoren und Aktoren bis hin zu Energiegewinnung und medizinischer Bildgebung \u2013 die Auswahl des richtigen Materials ist entscheidend f\u00fcr die Leistung und Effizienz<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1616,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6405],"tags":[],"class_list":["post-20785","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","prodpage-classic"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20785","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20785"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20785\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1616"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20785"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20785"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20785"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}