Способ изготовления пьезоэлементов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиаСоциалистическииРеслублик н 11963573(22) Заявлено, 311280 (21) 3227458/18-10 ф 11 М К 3 В 06 В 1/06 Н 04 Р 17/00 с присоединением заявки М-. Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 02. 0283 В.Г. Новиков, А,И; Екимов и Л.Г, Семичев3(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ Изобретение относится к способам изготовления пьезоэлементов .и может быть использовано при 1 иэготовлении пьеэопреобраэователей, применяемых для измерения .уровня, расхода сжиженных газов при низких и сверхнизких температурах и в условиях широкого диапазона вибрацииИзвестен и широко применяется в производстве способ изготовления пьезоэлементов, включающий пластификацию, прессование и спекание синтезированного порошка РЬ ( ЕгР) 0 при температуре 1200-1300 вС, механическую обработку (шлифование для придания формы), нанесение серебряных электродов гальваническим методом или методом вжигания и поляризацию ( 1.Недостатком данного способа изготовления пьезоэлементов является низкая производительность, так как способ состоит из нескольких отдельных технологических процессов, а также требуется механическая обработка (шлифование ) спеченных заготовок.Наиболее близким к изобретению по технической сущностия является способ изготовления стержневого пьезоэлектрического преобразователя,включающий прессование и спекание порошка, соединение электродов спьезокерамикой и поляризацию ( 2).Недостатком известного способаявляется низкое качество изготовленияпьезоэлементов.Целью изобретения является повышение качества изготовления пьезоэлементов за счет обеспечения высокойплотности пьезокерамики и прочностисоединения пьезокерамики с электрс -дами,Цель достигается тем, что порошокв пресс-Форме размещают между металлическими электродами, сжимают давлением 8-12 кгс/мм, нагревают соскоростью 5-7 оС/мин до температурына 400-500 ниже температуры спеканияданного порошка, выдерживают в течение 30-50 мин и охлаждают со скоростью 5-7 оС/мин и при температуре,превышающей точку Кюри на 10-50 С,поляризуют в процессе охлаждения.В случае применения порошка состава РЬ(1 г Т) Оз И электродов измеди или никеля способ осуществляютследующим образом.Перед сборкой в пресс-Форму металлические электроды обеэжиривают,затем производят сборку в приспособ.ленин, которое устанавливают в ва963573 Формула изобретения Составитель Н. БурбелоРедактор О. Юркова Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник Заказ 304/1 Тираж 495 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий 113035, Москва, -35, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 куумную камеру, засыпают порошок, сжимают давлением 8,0:12,0 кгс/мм создают разрежение 1 10 им.рт,ст нагревают до температуры 850 С со скоростью 5-7 С/мин, выдерживаюто30-50 мин, затем охлаждают со ско ростью 5-70 С/мин. В процессе охлажденияпри температуре, на 10-50 С превышающей точку Кюри, наводят поляриэующее поле, по величине близкое к пробойному. Контроль температуры 10 осуществляют термопарой.Проверка режимов процесса показала, что снижение давления менее 7 кгс/мм требует повышения температуры спекания более 850 фС, Увеличение температуры влечет к повышенному испарению окиси свинца и к нарушейию стехиометрического состава керамики.Скорость нагрева более 7 С/мин не позволяет получить качественную,. по составу пьезокерамику из-за неравномерности нагрева всего обаема порошка.Охлаждение со скоростью более 7 С/мин ведет к возникновению трещинов пьезокерамике и по поверхности соединения электродов с керамикой.Уменьшение скорости нагрева и охлаждения менее 5 С/мин приведет кувеличению продолжительности процесса,30Снятие давления при температуре выше 50 0 С ведет к появлению трещин в пьеэокерамике.Использование предлагаемого способа изготовленияпьезоэлементов по сравнениюс существующими способамиимеет следующие преимущества.Трудоемкость снижается, так как получение пьезоэлемента производится при совмещении процессов прессования, спекания, придания формы заготовке и 40 соединение электродов с пьеэокерамикой.Плотность повышается эа счет при-, менения больших давлений 8-12 кгс/мм, а пьеэомодуль - эа счет повышенной 45 плотности, Прочность соединения пьезокерамики с медными электродамиповышается за счет активации диффуз;онньх процессов, происходящих между порошком и медью при высоких температурах и давлении. Себестоимость снижается за счет увеличения производительности и исключения драгоценного металла - серебра.Принципиальное отличие предлагаемого состава от применяемого в настоящее время горячего прессования, шлифования и нанесения электродов заключается в том, что при данном способе производится одновременно прессование, спекание, формообразование и соединение пьезокерамики с металлическими электродами при температурах ниже на 400-500 С известной температуры спекания с одновременной поляризацией пьезоэлементов,Способ изготовления пьезоэлементоВ, включающий прессование и спекание порошка, соединение электродов с пьезокерамикой и поляризацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изготовления пьезоэлементов за счет обеспечения высокой плотности пьезокерамики и прочности соединения пьезокерамики с электродами, порошок в прессформе размещают между металлическими электродами, сжимают давлением 8-12 кГс/мм, нагревают со скоростью 5-7 С/мин до температуры на 400-500 С ниже температуры спекания данного порошка, выдерживают в течение 30- 50 уин и охлаждают со скоростью 5-7 С/мин и при температуре, превышающей точку Кюри на 10-50 фС поляризуют в процессе охлажденияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Глоэман И,А. Пьезокерамика."Энергия". 19 б 7, с. 28-33. 2. Авторское свидетельство СССР Р б 18871, кл. Н 04 Р 17/00, 1973