Способ изготовления ультразвукового преобразователя

м О 01 К 29/ Т те ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственногообъединения и Нефтехимавтоматика"(56) Ультразвуковые пьезопреобразователидля неразрушающего контроля. / Под ред.И.Н. Ермолова. М: Машиностроение, 1986,с, 233-238.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение. надежности Изобретение относится к области еразрушающего контроля и может ыть использовано при изготовлении ультазвуковых .пьезопреобразователей с заитной мембраной, работающих при мпературах до 500 С.Целью изобретения является повышеие надежности преобразователя к перепаам температур окружающей среды.Способ изготовления ультразвукового реобразователя заключается в следуюем,На пьезокерамический элемент наносятся электроды. На тканую металлическую сетку наносят силикатную композицию, помещают ее между неметаллическими пластинами, например, из. пенопласта, сжимают в течение 23-24 ч с помощью струбцины при 15-20 С, нагревают со скопреобразователя к перепадам температур окружающей среды. В способе изготовления ультразвукового преобразователя для соединения пьезоэлемента и металлической защитной мембраны на тканую металлическую сетку наносят силикатную композицию, сжимают ее, нагревают до отверждения, шлифуют поверхности полученной пластины, наносят на них слои жидкого стекла, размещают пластину между одним из электродов пьезоэлемента и мембраной, сжимают полученный пакет, нагревают и выдерживают при заданной температуре, что обеспечивает надежный к перепадам температур в интервале до 500 С гальваноакустический контакт между пьезоэлементом и мембраной. ростью 20 - 21 град/ч до 100 - 110 С, выдерживают при этой температуре 7-8 ч, снима- ют неметаллические пластины, шлифуют поверхности полученной пластины до пояа- СЬ ления на них выпуклых участков сетки и Со наносят на отшлифованные поверхности слой жидкого стекла, Размещают полученный промежуточный слой между одним из электродов пьезоэлемента и защитной металлической мембраной, сжимают полученный пакет под давлением 10 - 15 кг/см,2 иагреваютде 100 - 110 вС, видерагивают при 3 в этой температуре в течение 1,5 - 2 ч и охлаждают при плавном изменении температуры в термопечи.Перед размещением промежуточного слоя между мембраной и пьезоэлементом поверхности последнего очищают или обезжиривают растворителем, промывают мою 16829175 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щим раствором, не содержащим хлора, промывают дистиллированной водой и просушивают при комнатной температуреотфильтрованным воздухом.Защитную мембрану обезжириваютацетоном, погружают на 2 мин при комнатной температуре в ванну, заполненную раствором, содержащем 84 мас.ч. солянойкислоты, 43 мас.ч. плавиковой кислоты и89 мас,ч, ортофосфорной кислоты, промывают дистиллированной водой и просушиваютв течение 10-12 минпри 82 - 88 С,Налйчие в промежуточном слое тканойметаллической сетки повышает прочностьпромежуточного слоя и обеспечивает гальваническую связь электрода пьезоэлементас металлической мембраной, которая используется для подачи и сьема электрического сигнала с пьезоэлемента.Наличие силикатной композиции в слоеобеспечивает механоакустическую связьэлементов преобразователя,В качестве силикатной композицииможет быть использована любая с термическим коэффициентом линейногорасширения, равным термическомую коэффициенту линейного расширения тканойсетки, и характеристическим импедансом,равным или близким характеристическомуимпедансу используемого пьезоэлемента,например силикатная композиция, содержащая 40-50 мас.ч. жидкого стекла в качестве связующего, 4-5 мас.ч. кремнефториданатрия в качестве ускорителя и 45-56 мас,ч.порошка феррита бария в качестве наполнителя, которую получают, смешивая компоненты, или силикатная композиция.содержащая 44-56 мас.ч, жидкого стекла.4 - 6 мас.ч. кремнефторида натрия и 40-50мас.ч. окиси алюминия.В качестве наполнителей в силикатныхкомпозициях могут быть использованы пьезокерамический порошок и порошок титана.При использовании в силикатной ком.позиции в качестве наполнителя порошкаферрита бария целесообразно использовать сеткуиз никелевойстали, а при использовании пьезокерамического порошка - сетку из вольфрама, что обеспечивает согласованиесиликатной композиции и сетки по термическому коэффициенту линейного расширения.Сжатие сетки с нанесенной силикатнойкомпозицией при комнатной температуре15-20 С в течение 23-24 ч обеспечивает выход излишней композиции и пузырьков воздуха из промежуточного слоя и вследствиеэтого гомогенность силикатной композиции,Выбор температуры нагрева сетки с силикатной композицией в интервале 100 - 110 С обеспечивает испарение воды, содержащейся в жидком стекле, и предотвращает растрескивание силикатной композиции и образование в ней пузырей.Скорость нагрева 20-21 град/ч выбрана экспериментально,Наносимый на отшлифованные поверхности полученной пластины слой жидкого стекла, используемого в качестве клея, должен быть тонким, чтобы имела место гальваническая связь электрода пьезоэлемента с мембраной, и должен иметь толщину, достаточную для исключения образования непроклеев,Величина давления при сжатии пакета из пьезоэлемента, мембраны и промежуточного слоя выбрана также с учетом обеспечения гальванической связи между элементами преобразователя, а режимы сушки и охлаждения пакета обеспечивают его прочность и надежность.Таким образом, способ изготовления ультразвукового преобразователя обеспечивает повышение надежности преобразователя к перепадам температур окружающей среды путем обеспечения при его использовании надежного гальваноакустического контакта между элементами преобразователя,Формула изобретения Способ изготовления ультразвукового преобразователя, заключающийся в том, что между одним из электродов пьезоэлемента и защитной металлической мембраной размещают промежуточный слой, сжимают полученный пакет, нагревают до защитной температуры, выдерживают при ней в течение заданного времени и остужают до температуры окружающей среды, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения надежности преобразователя к перепадам температур контролируемой среды, на тканую металлическую сетку наносят силикатную композицию, сжимают ее в течение 23 - 24 ч при 15-20 С, нагревают со скоростью 20-21 град/ч до 100 - 110 С. выдерживают при этой температуре 7-8 ч,шлифуют поверхности пластины до появления на них выпуклых участков сетки, наносят на отшлифованные поверхности слой жидкого стекла и используют пластину в качестве промежуточного слоя, сжатие пакета производят под давлением 10-15 кг/см, его нагрев и выдержку осуществляют соответственно до 100-110 С в течение 1,5 - 2 ч, а охлаждение осуществляют при плавном изменении температуры.