Chiffres Clés en Un Coup d'Œil
- Les piézocéramiques sans plomb de CeramTec (BNT-BT) sont une alternative conforme à la directive RoHS, éliminant le recours aux dérogations
- Particulièrement adaptées aux capteurs de débit industriels, aux systèmes ultrasoniques haute puissance et aux dispositifs médicaux
- Processus de fabrication à base d'eau, sans solvant – empreinte environnementale considérablement réduite
- Géométries et propriétés matérielles personnalisées disponibles – développées en étroite collaboration avec les ingénieurs OEM
Rejoignez le monde plus durable des piézocéramiques sans plomb : Nos composants céramiques sans plomb à base de BNT-BT peuvent être produits dans diverses formes et géométries – selon vos exigences, ils peuvent également être intégrés dans des ensembles ultrasoniques conçus et fabriqués par CeramTec, par exemple en tant que capteur ou transducteur pour des applications de débitmètres ou médicales. Nous créons de la valeur ajoutée pour les fabricants de produits industriels et médicaux grâce à des solutions hautement personnalisées répondant à leurs exigences.
En raison de propriétés matérielles spécifiques, les piézocéramiques sans plomb peuvent constituer une alternative viable aux matériaux contenant du plomb ; elles sont particulièrement adaptées à une variété d'applications utilisant le mode d'épaisseur. CeramTec combine des capacités uniques de développement de matériaux avec des décennies d'expérience dans la fabrication de composants céramiques piézoélectriques et propose d'être un partenaire de développement fiable pour des solutions piézocéramiques sans plomb destinées à des applications industrielles et médicales exigeantes.
CeramTec peut également proposer un processus de conception et de développement pour la fabrication de capteurs et transducteurs entièrement assemblés, selon vos exigences.
Environnement & Réglementation :
- Matières premières non toxiques – élimine jusqu'à 60 % de teneur en oxyde de plomb (PbO) par rapport au PZT standard
- Fabrication conforme à la directive RoHS, soutenant les feuilles de route de conformité des produits dans le cadre du Pacte vert européen
- Processus de production à base d'eau, sans solvant – aucun solvant à base d'alcool requis
Avantages Techniques :
- Anisotropie accrue → coefficient de couplage planaire (kp) plus faible, idéal pour les transducteurs en mode d'épaisseur
- Pertes mécaniques significativement réduites → moins d'échauffement propre dans les applications ultrasoniques haute puissance (mesuré : jusqu'à 30 % de génération de chaleur en moins par rapport au PZT dur dans des conditions d'excitation comparables)
- Haute consistance du matériau entre les lots de production – critique pour la production en série dans les applications médicales et industrielles
Là où le Sans Plomb Surpasse le PZT Conventionnel
L'un des résultats les plus marquants de la R&D continue de CeramTec sur les piézocéramiques sans plomb : dans certaines conditions de fonctionnement, nos matériaux BNT-BT n'égalent pas simplement les performances du PZT – ils les dépassent.
Lors de tests sur transducteur de Langevin à 40 kHz, notre matériau sans plomb haute température LF162 a démontré un déplacement nettement supérieur à celui du PZT807 – aussi bien dans l'état initial qu'après des cycles répétés à haute température allant jusqu'à 135 °C. Après 10 cycles thermiques à 135 °C, le LF162 a affiché une amélioration de déplacement de +9 µm, surpassant finalement le PZT807 à tous les niveaux de puissance.
Parallèlement, l'imagerie thermique a révélé un auto-échauffement inférieur de 15 à 20 °C dans les matériaux BNT-BT sans plomb par rapport au PZT standard dans des conditions d'excitation équivalentes – sans refroidissement actif appliqué. Une génération de chaleur moindre signifie des cycles de fonctionnement plus longs, une contrainte thermique réduite sur les composants environnants et une fiabilité système accrue.
| Matériau | État | Déplacement à 5 W | vs. PZT807 |
|---|---|---|---|
| LF162 (High D33) | Après 10\times cycles à 135 °C | ~66 µm | +30 % meilleur |
| PZT807 (Référence) | Après 10\times cycles à 135 °C | ~51 µm | Valeur de référence |
| LF110 (High Temp) | Après 10\times cycles à 135 °C | ~41 µm | –19 % |
Deux Matériaux pour Deux Stratégies : LF162 vs. LF110
CeramTec propose deux systèmes différents à base de formulations BNT-BT, chacun optimisé pour des exigences de conception spécifiques. Les deux plus importants actuellement sont :
- LF162 – Le Matériau Haute Performance : Particulièrement adapté aux applications ultrasoniques haute puissance où le déplacement maximal et l'efficacité sont essentiels. LF162 présente un coefficient d33 moyen plus élevé ainsi qu'une valeur Qm plus élevée, ce qui en fait le premier choix pour l'évaluation dans les transducteurs ultrasoniques de puissance, les scalpels chirurgicaux, les homogénéiseurs et les systèmes de soudage. Il est particulièrement remarquable que, dans les expériences de CeramTec, les performances du LF162 s'améliorent après un conditionnement thermique – une propriété unique qui le distingue du PZT conventionnel.
- LF110 – Le Matériau Haute Température : Conçu pour les applications nécessitant une stabilité à des températures élevées. En plus d'un d33 plus élevé, le LF110 offre une température de dépolarisation plus élevée et une permittivité plus élevée, ce qui le rend potentiellement bien adapté aux dispositifs médicaux autoclavables, aux instruments chirurgicaux stérilisables et aux applications de capteurs dans des environnements thermiquement exigeants. Les investigations de CeramTec ont démontré qu'il conserve ses performances sur plusieurs cycles d'autoclave répétés à 126 °C et 135 °C.
Exemples d'Applications Sans Plomb
| Application | Secteur | Avantage Clé du Sans Plomb |
|---|---|---|
| Mesure de débit de liquide (ultrasonique) | Automatisation industrielle, gestion de l'eau | Faible couplage planaire → signal plus propre |
| Transducteurs ultrasoniques haute puissance | Nettoyage industriel, soudage | Moins d'échauffement propre, cycles de fonctionnement plus longs |
| Instruments chirurgicaux à usage unique | Fabrication de dispositifs médicaux | Sécurité pour usage unique |
| Détection de bulles d'air et de niveau de remplissage | Systèmes de sécurité médicaux, pharmacie | Haute sensibilité en mode d'épaisseur |
| Micropompes piézoélectriques | Lab-on-chip, diagnostic | Biocompatibilité accrue par rapport au PZT |
