Способ изготовления полостных пьезоэлементов

 

(i Ö 752561

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соиз Советских

Социалистических

Республик

4ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.05.78 (21) 2614189 18-25 (51) М. Кл.з

Н 01L 41/22 с присосдинением заявки Хе

Государственный комите:

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (53) УД1 537.228.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

H. И. Матвеев и Е. И. Новиков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОСТНЫХ

ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в измерительной технике при производстве пьезоэлементов.

Известны способы изготовления пьезоэлементов (1). Указанные способы характерны применением металлических пленок, вжигаемых в материал пьезоэлектрика, и соединением его частей с помощью пайки.

Изготовленные полостные пьезоэлементы с помощью . описанных способов обладают значительными геометрическими неточностями и сравнительно невысокой прочностью соединения.

Известен способ изготовления полостных пьезоэлементов путем создания внутренних каналов (2). Недостаток известного способа состоит в невысоком качестве обработки внутренних полостей.

Целью настоящего изобретения является повышение качества обработки внутренних полостей. Указанная цель достигается тем, что изготавливают металлические шаблоны, наружные размеры и качество обработки которых соответствуют заданным параметрам внутренних плоскостей, вращивают их в пьезоэлектрпк, а при последующей обработке вытравливают вращенные металлические шаблоны, например, с помощью электрохимического травления.

Способ включает в себя изготовление шаблонов из металла, размеры и качество наружной обработки которых соответствуют заданным параметрам полостей в полостных пьезоэлементах; вращивание внутрь пьезоэлектрика изготовленных шаблонов, например, с помощью известного гидротермального метода армирования пьезоэлектрического кварца на затравку; изготовле10 ние из полученного армированного пьезоэлектрика армированных пьезоэлементов; вытравливание в изготовленных армированных пьезоэлементах вращенных внутрь металлических шаблонов, например, с по15 мощью метода электрохимического травления.

Поскольку вращиванпе шаблонов производится наращиванием микрочастиц на затравку с малой скоростью переноса (при20 блпзительно 30 — 100 мкм в сутки для пьезоэлектрического кварца), геометрия и качество прилегающих к шаблону поверхностей пьезоэлектрпка с высокой точностью повторяют параметры (внешние) металли25 ческих шаблонов.

При вытравливании металлических шаблонов из пьезоэлектрпка применяют кислоты, взаимодействующие только с металлами и не вступающими в реакцию с матери30 алом пьезоэлектрика.

752561

Формула изобретения

Составитель В. Вавер

Текред А. Камышникова Корректор Н. Федорова

Редактор В. Левитов

Заказ 1470/19 Изд. № 405 Тираж 995 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4 5

Сапунова, 2

Типография, ир.

Для проверки способа проводили вращивание армированного пьезоэлектрического кварца гидротермальным методом с применением затравки и ориентироваппо расположенной относительно ее арматуры, выполненной в вндс заготовленных металлических шаблонов. Из полученного армированного пьезоэлектрического кварца изготовили несколько партий (более трех) по 20 штук в каждой партии армированных 10 пьезоэлементов, имеющих следующие параметры: длина 12 мм+-0,1 ММ; ширина

9 мм+0,1 мм; толщина 0,664 мм+-0,0001 мм; арматура (металлический шаблон) сталь 35 (круглый пруток шлифованный) 83 мм+- 15

+0,001 мм, чистота поверхности 12, расположена в центре пьезоэлемента, перпендикулярно главным (большим) граням его.

После внешней обработки пьезоэлемента (армированного) вытравили металлический 20 шаблон с помощью раствора соляной кислоты.

Параметры полученных описанным способом полостных пьезоэлементов подвергли механическим и электрическим измере- 25 ниям. С помощью механических измерительных приборов (с точностью до

+0,001 мм) не удалось обнаружить разности в размерах и обработке металлического шаблона (свидетеля) и полученной по- 30 лости в пьезоэлементе.

С помощью электрических методов измерения установили идентичность размеров и качества обработки шаблона (свидетеля) и полости в пьезоэлементе. Отклонение сос- 35 тавило менее ++0,0001 мм.

Использование способа изготовления полостных пьезоэлементов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: повышение качества 40 обработки внутренних полостей полостных пьезоэлементов за счет применения прецезионных шаблонов и метода вращивания их в пьезоэлектрик; сохранение кристаллографической ориентации частей пьезоэле- 45 мента, расположенных по разные стороны от полости за счст сохранения монолитной структуры пьезоэлектрика; исключение дефектов в механической обработке (трещин, сколов и т. д.), вносимых механическим инструментом и абразивами при формировании и обработке внутренних полостей, за счет исключения операций долбления, сверления с применением абразивов и ультразвукового инструмента; создание внутренних полостей и каналов, параметры которых невозможно обеспечить другими способами обработки, например, по длине конфигурации, по качеству и точности обработки; повышение производительности труда при изготовлении полостных пьезоэлементов за счет вращивания армированного пьезоэлектрика с заданными параметрам н и сери1шом производстве; снижение стоимости и повышение качества изделий из полостных пьезоэлементов, имеющих сложные формы внутренних полостей, за счет серийного производства армированного пьезоэлектрика с заданными параметрами.

Способ изготовления полостных пьезоэлементов путем создания внутренних каналов, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки внутренних полостей, изготавливают металлические шаблоны, наружные размеры и качество обработки которых соответствуют заданным параметрам внутренних полостей, вращивают в пьезоэлектрик, а при последующей обработке вытравливают вращенные металлические шаблоны, например, с помощью электрохимического травления.

Источники информации, прпнятыс во внимание при экспсртизе

1. авторское свидетельство СССР

N 296230, кл. Н ОЗН 9/04, 1969.

2. Лвторское свидетельство по заявке

М 2600374, кл. Н 011 41/22, 1977 (прототип) .