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Cerámicas con óxido - Piezocerámica
La piezocerámica se usa para convertir los parámetros mecánicos, tales como la presión y la aceleración, en parámetros eléctricos o, inversamente, para convertir las señales eléctricas en movimiento o vibraciones mecánicas.
Los materiales de piezocerámica se categorizan como cerámica funcional. En los sensores estos materiales hacen posible la conversión de fuerzas, presiones y aceleraciones en señales eléctricas, y en el caso de los transductores y actuadores sónicos y ultrasónicos dichos materiales convierten los voltajes eléctricos en vibraciones o deformaciones. Asimismo, los materiales piezocerámicos se clasifican, por un lado, según su composición química y, por el otro, según las condiciones de aplicación específicas. CeramTec distingue entre las siguientes categorías de material:
El contacto de la piezocerámica metalizada puede hacerse usando adhesivos o cauchos conductores, contactos de muelle o mediante soldadura.
| Transductores de energía | Sensores | Actuadores | |
|---|---|---|---|
| Permisividad relativa ε33 τ/ε0 | 1,000 – 1,300 | 1,500 – 1,850 | 1,800 – 3,800 |
| Factor de pérdida tan δ | 2x10-3 – 3x10-3 |
12x10-3 – 20x10-3 |
15x10-3 – 16x10-3 |
| Constante de frecuencia: NP, KHz⋅mm |
2,210 – 2,280 | 2,020 – 2,050 | 1,960 – 2,010 |
| Factor de acoplamiento kP | 0.55 – 0.57 | 0.59 – 0.62 | 0.65 |
| Constante de carga: d33, 10-12 C/N |
240 – 310 | 390 – 450 | 475 – 680 |
| Constante de voltaje: g33, 10-3 Vm/N |
26.9 – 27.1 | 26.9 – 33.1 | 20.2 – 28.5 |
| Observancia elástica: S11ε, 10-12 m2/N |
11.4 – 14.9 | 16.3 – 18.5 | 15.8 – 17.9 |
| Rigidez elástica: C33D, 1010N/m2 |
15.9 – 16.2 | 14.5 – 15.8 | 14.7 – 15.2 |
| Densidad g/cm2 | 7.65 – 7.70 | 7.65 – 7.80 | 7.70 – 7.83 |
| Calidad Qm | 500 – 1,000 | 60 – 90 | 75 – 80 |
| Índice de obsolescencia: Cε, % | -4.5 to -3.0 | -2.3 to -0.3 | - 1.6 to -0.8 |
La piezocerámica tiene una amplia gama de usos. Se usa, por ejemplo, en diversas aplicaciones de la industria automovilística tales como en los sensores de nivel de aceite y de detonación o como activadores para un preciso control de los procesos de inyección en los motores. En el ámbito de la tecnología médica, los componentes piezocerámicos pueden hallarse por ejemplo en litotriptos, aparatos para extracción de placas, y en inhaladores. Las aplicaciones comunes de la ingeniería mecánica incluyen la limpieza y soldadura ultrasónicas, y la amortiguación de vibraciones activa. Los fonocaptores de los instrumentos musicales o los deflagradores de gas piezoeléctricos son algunos ejemplos del uso de la tecnología piezoeléctrica en aplicaciones comunes.
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