Способ соединения керамических деталей

(57) Изобретение относится к способам соединения керамики и может бытьиспользовано при изготовлении пьезопреобразователей. Цля повышения вы-.хода годных пьеэопреобразователей и качества соединения деталей из поляризованной керамики ЦТС, металлизированной серебром, между деталямипомещают гранулированный мягкий припой,. боковую поверхность полученной сборки стягивают эластичным бандажоми помещают в сосуд с жидкостью.и установленными на нем датчиком и измерителем сигнала акустической эмиссии особыть обретение отно тся к можевлени крытои слоем азовавшегося методом вкус соединения керамики и т бпольэовано при иэгото и пьезообразователей.Целью изобретения является повние выхода годных пьезопреобразовлей и качества соединения деталейполяризованной керамики ЦТС., млизированной серебром.Осуществляли соединение пьеэоп.тин иэ керамики ЦТСтолщиной 3 с- ре ш На е ена схема с 1 представух пьеэокеназначенныхкой эмиссиидвумя пьезоЦТС, пок з а ических плая датчика динения тин, преакустиче асМежд керамикластинами 3 и ытой слоем се м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(АЭ), Нагрев производят до температуры плавления припоя, после чего производят сдавливание, деталей в сборке с постепенным увеличением давления Р. При достижении Р = О,1 Р где Рм- давление разрушения керамики, включают измеритель и фиксируют сигналы АЭ.В зависимости от требуемой толщины шва -8 предельное давление сжатия выбирают из Р=(0,1-0,5) Рмс, е-РПри достижениии предельного давления охлаждают жидкость и снимают давле- ние. Условием качества является отсутствие сигналов АЭ в интервале давлений от 0,1 Р, до предельного. При применении в качестве припоя сплава Вуда, а жидкости - воды для спаивания поляризованных пьезопластин из ЦТСпо данному способу выход годных повысился на 203, неисправимый брак уменьшился на 353. Полученные пьезопреоб" разователи имели соотношения сигналшум - эхо сигнала 42-50 дБ, что на 12- 25 дБ больше, чем у полученных известными способами. 2 табл 3 ил. и диаметром 20 мм, по серебра. Качество обр соединения оценивали ческой эмиссии (АЭ),1561 ч 794ленной толщины шва. В зависимости отэтого выбирали предельное давлениена пьезопластины. Данные по толщинешва 3 , полученные методом металло 5графии зоны соЕдинеия, вьполненныепри различных удельных давлениях,приведены в табл, 1. ребр, помеща 11 гранулы т припоя,например из легкоплавкого сплаваБУДа. Поверхность пьезопластин и гранул сплава промывают и обезжиривзютспиртом, На боковую поверхность между пьезопластинами помещают эластичный бандаж 5 (например, кольцо извакуумной резины, которое надеваютв натяг). Пьезопластины с бандажомустанавливают в сосуд 7, между выточками на стенке которого крепится дат-чик 11 акустической эмиссии, которыйсоецинен с измерителем 12 сигналовАЭ, Затем сосуд заполняют жидкостью8, например водой, так, чтобы пьезо-пластины с герметиком оказались вжидкости, и устанавливают его на станину, снабженную нагревательным элементом 6, Затем жидкость нагреваютнагревательным элементом 6 до температуры расплавления припоя и флюса80 С, производят сдавливание пьезопластин поршнем 1 возрастающим дав"ленивы. При достижении давления Р=. 0,1 Р, включают измеритель, нако 1 орый поступают сигналы акустической эмиссии с датчика1Экспериментально металлографичес"3ким методом было определено, что приправильной технологии соединения пьезспластин при достижении давления Р =0,1 Г образуется переходный(см. Фиг, 2 а). Поэтому регистрациюс:игналзв кустической эмиссии (АЭ)ачи 11 аат при достижении давления Р =0,1 Р. При измерении сигналовАЭ мино давления Р = 0,1 Р Ок, будут 40регистрироваться посторонние шумы,связанные с выходом избыточного воздуха из места соединения,При измерении сигналов АЭ с давления вьше Р = 0,1 Р существуетвозмокность пропустить сигналы АЭ,излу асмые дефектом. Нарушение тех 11(лсгли соединения поверхностей, пер кос. при сд н вливании, попзда ние инородых частиц в зону соединения, наличие концентраторов напряжений вксоамике (и т,д.) монет привести кл в 1.:к 11 сигналов АЭ при сдавливаки гастин в диапазоне давлений отО, 1 Р . до 11 редеГ 1 ьного давления,От; 55;., :,.д 1111 ене будет некачественное(1 иГ) . Пп техническим условиямирии т в(1 п к.и ьезоксрамических1 а т .1 с 11 себу гс:11 получение опредеДля пьезокерамических пластин диаметоом 20 мм и толщиной 3 мм оптимальным является толщина шва от 0,3до 0,5 мм, поэтому давление, необходимое для создания слоя такой толщины составляет от 90 до 100 МЛа. Толщина шва связана с предельным давлением зависимостью, график которойприведен на фиг. 3. Эта зависимостьописывается соотношениемР = 05 Рмскс" е фгде Р - предельное давление, МПа;Р , - давление разрушения пьезопластины, равное 290 МПа;1 - толщина шва ммДанное соотношение позволяет определить предельное давление Р, необходимое для получения необходимой тол;щины в шва,Отклонение предельного давления вменьшую или большую сторону не позволяет получить требуемой толщины шва,из-за невозмонности ее определенияв процессе сдавливания. Это снижаеткачество соединения и приводит к не"исправимому боаку. Придостижениипредельного давления на измерителе12 фиксируют отсутствие сигналовакустической эмиссии, нагревательныйэлемент 6 отключают, жидкость 8 охлаждают, давление снимают, а пластины 3 извлекают из сосуда 7,Качество соединения определяют поотсутствию сигналов акустической эмиссии. Соединение считают качественным,если в диапазоне давлений от 0,1 Р Окедо Р = 0,5 Р с е сигналов АЭ зарегистрировано не было,Основным преимуществом предложенного способа в сравнении с прототипом является повышение выхода годныхсоединений ф на 203 и расширение функциональных возможностей способа, атакже улучшает качество соединения ипозволяет проводить контроль качествасоединения в процессе изготовления изделия. Неисправимый брак уменьшаетсяпри этом на 353.Данные по соотношению сигнал - шумэхо сигнала преобразователя, измеренТаблица 1 120 150 250 200 20 50 90 100 Давление Р, ИПа:сжатия Толщинашва мм 2 1 05 03 01 0005 0005 0005 Та бли ца 2 Р е 0,1 0,3 0,5 А, дБ 42 50 43 ные в соответствии с ГОСТ 23702-85,представлены в табл, 2,Формула изобретения Способ соединения керамических деталей, включающий размещение припоя между соединяемыми деталями, нагрев сборки до температуры, превышающей температуру плавления припоя и охлаждение, отличающий с я тем, что, с целью повышения выхода годных пьезопреобразователей и качества соединения деталей из поля 15614796ризованной керамики ЦТС, металлизированной серебром, шов в сборке сизбытком гранулированного припоя гер"метизируют эластичным бандажом, пос"ле чего сборку помещают в жидкость,а после нагрева постепенно прикладывают давление в интервале Р=(0,1- 0,5) Р , е , где о - требуемаятолщина шва,; Рм- разрушающее дав"ление для керамики ЦТС, причемодновременно оценивают качество соединения по отсутствию сигналов акустической эмиссии в указанном диапазоне давлений,1561179 а г Составитель Н. ор ЕЗубиетова Техред Л.ОлийТираж 37 комитета оболк мио наб.,ытиям Ц/