1-3 型压电陶瓷纤维复合材料 1-3 Random Fiber Composites
1-3 型压电陶瓷纤维复合材料
Smart Material使用压电陶瓷纤维作为活性棒制造1-3种复合材料。与Dice&Fill法相比，PZT纤维复合材料是一种具有成本效益的替代方法。
1-3 型压电陶瓷纤维复合材料是通过环氧树脂渗透纤维束和垂直于纤维方向切割立方体块来制备的。这种获得专利的方法也被称为排列和填充。
使用直径为105µm、250µm和800µm的压电陶瓷纤维将在随机分布的横截面中产生约35%、65%和80%的填充系数。1-3 Random Fiber Composites无规纤维复合材料由于声阻抗降低和耦合因子高，在超声转导方面表现出优异的性能。此外，具有随机元素分布的1-3 型压电陶瓷纤维复合材料由于随机间距而产生增加的杂散模式抑制。
1-3 型压电陶瓷纤维复合材料典型超声应用：
无损检测、无损检测
SONAR，单元件换能器
空气超声换能器
流量控制和测量
由于采用排列和填充的生产方法，1-3纤维复合材料的原料通常为长度达10厘米、横向尺寸为目标元件的块状材料。
A&F方法还允许将1-3型复合材料加工成各种形状和形式，此外还允许以原纤维块的期望共振频率切片元件。
Plano-Concave这包括用于卓越宽带超声接收器应用的精确凹或凸轮廓。
排列和填充生产方法可以很容易地进行批量扩展，也可以缩短交付周期，这是比常用的骰子和填充方法的主要优势。
Smart Material提供各种标准的环氧树脂和聚氨酯体系作为其无规纤维复合材料（通常称为填料）的填隙材料。不同的可用填充材料允许工作温度在95°C和135°C之间。
1-3 Random Fiber Composite product specifications and selections
| 共振频率 |
80kHZ up to 8MHz |
| 频率 |
纤维直径(Pixel) |
填充系数 |
直径 mm² |
|
| 80kHz - 1MHz |
105µm, 250µm
800µm |
35%, 65%
80% |
max. 100 x 100 |
|
| 1MHz - 5MHz |
105µm, 250µm |
35%, 65% |
max. 100 x 100 |
|
| 5MHz - 8MHz |
105µm |
35% |
|
|
- Frequency Tolerances:
- ± 10% typical
- ± 5% on request
|
| 填充系数 |
35%, 65%, 80% |
| 填充系数 |
纤维直径 |
频率 |
|
| 35% |
105µm |
80kHz to 8MHz |
|
| 65% |
250µm |
80kHz to 5MHz |
|
| 80% |
800µm |
|
|
|
| PZT 材质 |
PZT Navy Type II |
| PZT 材料 |
介电常数 |
频率 |
|
| PZT Navy Type II, 5A |
1850 |
80kHz to 10MHz |
|
|
| 声阻抗 |
12 MRayl to 27 MRayl |
| 典型填充系数 |
Acoustic Impedance MRayl |
| 35% |
12 MRayl |
| 65% |
22 MRayl |
| 80% |
27 MRayl |
|
| 可选电极 |
CuSn (Copper with Tin flash layer)
Au (Gold) |
| 电极材料 |
频率 |
| CuSn |
80kHz to 1MHz |
| CuSn, Au |
1MHz to 8MHz |
|
| 尺寸 |
Max. 100mm by 100mm,
various round diameters |
| 最大尺寸 |
频率 |
|
| 100mm by 100mm |
80kHz to 5MHz |
|
| 65mm by 65mm |
5MHz to 8MHz |
|
- 机械公差：
- < 6mm ± 0.1mm
- < 30mm ± 0.2mm
- > 30mm ± 0.3mm
| 可选直径 mm |
可选直径 inch |
可选直径 mm |
可选直径 inch |
| 3.18 mm |
0.125 '' |
12.70 mm |
0.500 '' |
| 5.12 mm |
0.202 '' |
14.20 mm |
0.559 '' |
| 5.18 mm |
0.204 '' |
15.90 mm |
0.626 '' |
| 5.68 mm |
0.224 '' |
17.50 mm |
0.689 '' |
| 6.00 mm |
0.236 '' |
18.00 mm |
0.709 '' |
| 6.50 mm |
0.256 '' |
19.05 mm |
0.750 '' |
| 8.20 mm |
0.323 '' |
20.00 mm |
0.787 '' |
| 9.00 mm |
0.354 '' |
24.00 mm |
0.945 '' |
| 9.50 mm |
0.374 '' |
25.40 mm |
1 '' |
| 10.00 mm |
0.394 '' |
30.00 mm |
1.181 '' |
| 10.20 mm |
0.402 '' |
35.00 mm |
1.378 '' |
| 12.00 mm |
0.472 '' |
37.7 |
1.48 '' |
|
| Coupling Coefficient kt |
0.61 to 0.68,
纤维直径-最大频率
纵横比规则适用 |
| 光纤直径 |
最大频率
for best kt |
| 105µm |
8MHz |
| 250µm |
4MHz |
| 800µm |
1MHz |
|
| 操作温度 |
Typical 95°C, 135°C on request |
|
| 间质材料 |
各种环氧树脂体系 |
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