Способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО (ИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51 с 6 01 М 29/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ БССР ние относится помощью те вских волн (П вультразоуко зобрет ованию ом, а в ные Л еся материало верхно ет быт ктоско ники п В)имо тных акуст спользовд во езоВиеС ра- реие,ужлн,1 с инфоронтроля дуемой ост-схема ус- лагаемого ледуемогои которого3 поверхаметричеМК Ьл е21 уе(Ъ) ГОСУДАРСТВЕН ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт электооники АН(56) Перегудов А.НШевелько М М., Якоьлев Л.А, и др. Ультразвуковой контроль качества монокристаллов, используемых в акустоэлектронике. - Дефектоскопия, 1986, М 10, с,14-18.Валатка Р Ионелюнас М., Праняоичюс Л. Применение поверхностных акустических волн для изучения имплантирооанных слоев твердых тел. - Физическая электроника (тематический сборник научных трудов вузов Лит. ССР,), Вильнюс, 1980, с.87 - 94.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИКЯ пии.Цель изобретения - повышенимативности за счет возможнкачества на локальном участке исслповерхностиНа чертеже изображена блоктройства для осуществления предспособа.Устройство состоит из исспьеэозлектрика 1, на поверхностразмещены преобразователи 2 иностных акустических волн и парские электроды 4 и 5.(57) Изобретение относится к исследованиям маериалов с помощью техники поверхностньл акусгическх воли может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии. Целью изобретения является повышение информативности за счет возможности контроля качества на локальном участке исследуемой поверхности На поверхности пьезоэлектрика в двух точках еозбуждают поверхностные акустические волны, распрострэняошиеся навстречу одна другой. В локальнои области пьезоэле трика, где происходит взаимодействие гооерхностных акустических волн. а параметрических электродах наводится переленное электрическое апряжение соответствующее свертке сигалов гозбуждаощих поверхностны: акустических волн и характеризующее качество локалього уастка исследуемой поверхности 1 ил Гущость способа заключается вчто на поверхности пьеэоэлектрикдвух точках возбуждают поверхностакусти еске волны, распространяющнавстречу друг другу, В эгой области пьэлектрика, где происходт взаил 1 одейсповерхностных акустических волн на иметрических электродах наводится именое алек рическое напряженсоотоетстоукзщее свертке сигналоо возбдающих поверхностных акустических гоАмплигуду апрцжеий сигналасвертки определяют по формулеа 155 где К - нелинейный коэффициент, зависящий от электромеханических свойств пьезоэлектрика;К - волновое число;и - толщина поверхностного слоя пьезоэлектрика, в котором генерируется нелинейная индукция (близкая к длине поверхностной акустической волны);а- логарифмический декремент затухания поверхностной акустической волны;О - длина локального участка исследуемой поверхности;гп - отношение ширины акустического пучка к ширине параметрического элемента;0 - амплитуда входной волны;Е н - сопротивление нагрузки;у, - реактивное сопротивление выходной цепи;к - диэлектрическая проницаемость пьезоэлектрика.По величине амплитуды напряжения сигнала свертки в различных локальных участках судят о качестве исследуемой поверхости.Способ осуществляют следующим обплзомВ поверхностном слое исследуемого пьезоэлектрика 1 с помощью преобразователей 2 и 3 возбуждают поверхностные акустические волны, Результат взаимодейстоил ПАВ в виде амплитуды сигнала свертки снимается с параметрических электродов 4 и 5.Длина локальноо участка, на котором происходит взаимодействие ПАВ, а следовательно, наводится переменное электрическое напряжение сигнала свертки, зависит от длительности гультразвуковых импульсов с высокочастотным заполнением (радиоимпульсов) и скорости ч ПАВ в пьезоэлектрике и определяется выражениемО= т/ч.Место расположения контрольного участка на исследуемой поверхности пьезоэлектрика задается путем выбора необходимого временного режима работы преобразователей. Если на оба преобразователя ПАВ радиоимпульсы подаются одновременно. то локальный участок поверхности будет находиться точно в центре между преобразователями на одинаковом расстоянии от каждого из них,Если необходимо сместить локальный участок от центра к одному из преобразователей, то для этого достаточно осуществить задержку одного радиоимпульса относительно другого. При этом возбуждение ПАВ преобразователями будет происходить в разное время, следова 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тельно, пути, которые пройдут ПАВ до момента их встречи, также будут разными, Если на один из преобразователей подается радиоимпульс с относительной задержкой т, то центр контрольного участка исследуемой поверхности будет отстоять от этого преобразователя на расстояниий = (-у)/2,где- расстояние лежду преобразователями,Изменяя относительную задержку между радиоимпульсами, подаваемыми на преобразователи ПАВ, можно изменять место размещения локального участка на поверхности пьезоэлектрика в промежутке между двумя преобразователями.В качестве исследуемых материалов использовались, например, пластины ЦТС пьезокерамики, исходными компонентами которых были, :РЬзОл 66,14; Т 02 5,91,ЕгО 2 24,18; М 9 (ОН)2 0,4;РЬСгОл 0,87; 5 п 02 1,7;МпСОз 0,39; ЯЬ 20 з 1,4.ПАВ частотой 29 МГц возбуждались встречно-штыревыми преобразователями с апертурой 2 мм, содержащими по семь пар одиночных электродов, преобразователи размещались на поверхности пьезокерамической пластины на расстоянии 40 мм друг от друга, Сигнал свертки регистрировался параметрическили металлическими электродами, расположенными между встречноштыревыми преобразователями на поверхности пьезокерамических пластин с противоположных сторон. Длительность радиоимпульсов, подаваемых на встречно- штыревые преобразователи, составляла от 0,3 до 15 мкс, что дало возможность получить контрольные участки на поверхности пьезокералики длиной от 0,66 мм до 33 мм, при этом ширина контрольных. участков определялась апертурой преобразователей и составляла 2 мм, За счет изменения относительной задержки радиоимпульсов в диапазоне 0-10 мкс была использована вся поверхность пьезоэлектрика, расположенная между встречно-штыревыми преобразователями, т .е, на длине 40 мм,Формула изобретения Способ контроля качества поверхности пьезоэлектрика, заключающийся в том, что в исследуемой поверхности возбуждают ультразвуковые импульсы поверхностных акустических волн, принимают импульсы поверхностных акустических волн, измеряют параметры принятых импульсов, по которым судят о качестве исследуемой по1 б 35119 Составитель В,Юровскийедактор А, Ревин Техред М,Моргентал Корректор М. Самборская каз 753 Тираж 395 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 ул. Гагарина, 10 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж верхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения информативности путем обеспечения возможности контроля качества на локальном участке исследуемой поверхности, для каждого локального участка 5 с длиной б вдоль направления распространения поверхностных акустических волн навстречу друг другу излучают первый и второй ультразвуковые импульсы с высокочастотным заполнением, с длительностью т, 10 равной где ч - скорость распространения поверхностных акустических волн в пьезоэлектри ке, и задержкой 1 второго импульса относительно первого, равнойт = (1 - 2 Ь)/ч,где- расстояние между точками возбуждения ультразвуковых импульсов;и - расстояние между центром локального участка и точкой возбуждения первогоультразвукового импульса,принимают результирующий сигнал свертки на удвоенной частоте заполнения, обусловленный нелинейным взаимодействиемдвух ультразвуковых импульсов, а в качестве параметра принятого сигнала используют амплитуду результирующего сигналасвертки на удвоенной частоте заполнения.