PI Ceramic präsentiert die neue Produktkategorie „Piezokeramische Komposite“, die auf der Entwicklung einer neuen Herstellungstechnologie basiert. Hierbei werden piezoelektrische Keramiken in Füllpolymere eingebettet. Dafür können sowohl Materialien mit hoher Steifigkeit als auch hochelastische Polymermatrizen verwendet werden. Die Grundfunktionalitäten von Piezokeramiken, nämlich Ultraschallwandlung und Aktorik, können so mit den Eigenschaften der Füllpolymere vereint werden. Dadurch werden eine wesentlich bessere Anpassung an anwendungsspezifische Gegebenheiten und Anforderungen wie komplexe Formen sowie gezielt einstellbare akustische, mechanische und elektrische Eigenschaften ermöglicht.
Die neuen Verbundwerkstoffe stellen eine Alternative zu den bekannten Vollkeramikkomponenten dar. Neben der hervorragenden Adaptierbarkeit an spezifische Formen ergeben sich durch den Polymeranteil eine Vielzahl weiterer Vorteile gegenüber der Vollkeramik. Die Komposite zeichnen sich beispielsweise durch eine einfache Anpassung an Umgebungsmedien mit unterschiedlicher akustischer Impedanz aus. Dies ermöglicht ein breites Anwendungsspektrum im Bereich der Medizintechnik, etwa in hochintensiven fokussierten Ultraschallanwendungen (HIFU) oder zur diagnostischen Bildgebung, sowie in industriellen Anwendungen wie der Durchflussmessung oder der zerstörungsfreien Messung. Durch die Unterdrückung der Querkontraktion und damit verbundener Schwingungsmoden ermöglichen die Komposite zudem eine verbesserte Fokussierbarkeit, Sensitivität und Auflösung.
Unterschiedliche Füllpolymere
Um eine möglichst gute Anpassung an die jeweilige Anwendung zu ermöglichen, bietet PI Ceramic zur Entwicklung von Prototypen Füllpolymere mit zwei unterschiedlichen Eigenschaften an: Für starre Komposite werden Epoxidharze eingesetzt, für hochflexible Verbundstrukturen stehen weichere, silikonfreie Polymere zur Verfügung.
Verschiedene Anordnungen, Elektroden und Kontaktierung
Neben der eigentlichen Herstellung der piezokeramischen Komposite in Keramikreihen (2-2 Anordnung) oder einzelnen Pins (1-3 Anordnung) verfügt PI Ceramic auch über die Möglichkeit, vollflächige Elektroden oder isolierte Einzelelektroden in Dünnschichttechnologie aufzubringen. Zusätzlich können die Komposite mit Litzen- oder Flex-Leiterkartenkontaktierung geliefert werden.
