Способ поляризации пьезокерамических элементов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиин

Социапиетичесиин

Республик ((((918284 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51) М. Кл.

С 04 B 35/00

Н 01 L 41!22 (22) Заявлено 21.11.79 (2! ) 2842515/29-33 с присоединением заявки М (23) П риоритет

3Ьо7даротакнный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 07,04.82. Бюллетень Рй 13 (53) УДК 666.655 (088. 8) Дата опубликования описания 09.04.82 (72) Авторы изобретения

A. С. Трипалин и B. М. Шихман

1. : . " .„ "" - 1 (Ростовский ордена Трудового Красного Знамен госуйарстфеннь1й( (71) Заявитель %: сд ., счс ц университет (54) СПОСОБ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к области производства пьезоэлектрических приборов,,в частности, к технологии поляризации пьезокерамических элементов. (Известны способы поляризации пьезокерамических элементов, основанные на воздействии на них постоянным или импульсным электрическим полем (11.

Однако в этом случае имеет место разрушение части образцов или нежелательное то уменьшение механической прочности.

Техническим решением наиболее близким к предлагаемому является способ поляризации пьезокерамических элемен35 тов, основанный на их термообработке, приложении к ним постоянного поляризующего поля, в котором для повышения стабильности параметров пьезокерамических элементов и повышения их пьезоактивности используют электрические поля, близкие к пробивным, по ниже напряжен-. ности, при которой происходит развитие теплового пробоя (2). Контроль процесса осуществляется при помощи системы измерения электрической проводимости.

Однако, этот способ, также как и другие известные способы, не обеспечивают надежную защиту пьезоэлементов в процессе их поляризации из-за разброса характеристик пьезоэлементов. Кроме того, известные способы не позволяют достигать максимально высоких значений пьезоэлектрических параметров при сохранении высокой механической прочности, так как не связывают процесс поляризации с процессами разрушения структуры пьезоэлектрического материала.

Белью изобретения является повышение надежности защиты от разрушения элементов в процессе поляризации и достижение высокой пьезоактивнх:ти и меха« нической прочности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном способе поля-. ризации пъезокерамических элементов пугем приложения к ним электрического поля и измерения пьезоэлектрических

918284 свойств определяют величины интенсивности и амплитуды акустической эмиссии в процессе поляризации, измеряют пьезоэлектрические и механические свойства после поляризации, сопоставляют их S оптимальные значения со значениями интенсивности и амплитуды и по ним корректируют электрическое поле.. . На чертеже показана схема устройства, реализуюшая предлагаемый способ. 30

Устройство состоит из нагревательной камеры 1 с поляриэационной средой, источника высокого напряжения 2, волновода 3, датчика 4 акустической эмиссии, блока 5 анализа и регистрации сигналов акустической эмиссии. Из поляризуемой партии элементов берут выборочную часть элементов, каждый из которых поляризуют в поле, близком к пробивному, и одновременно принимают сигналы р акустической эмиссии. Для этого элемент помешают в камеру 1, акустически соединяют с волноводом 3, выводящим датчик 4 из нагретой зоны. От источника 2 на пьеэокерамический элемент 6 2S подают высокое напряжение. Сигналы акустической эмиссии, возникающие в процессе поляри;-ации, распространяются по волноводу 3 и преобразуются датчиком 4 в электрические сигналы. Блок 5 Зй анализа и регистрации измеряет ин.енсивность и амплитуду сигналов акустической эмиссии, превышающих до амплитуде установленный уровень. После окончания поляризации измеряют полученные механические и пьезоэлектрические параметры пьезокерамических элементов и, сопоставляя их с параметрами сигналов акуотической эмиссии, определяют оптимальный уровень сигналов акустической эмиссии для данной партии пьезокерамических элементов. При поляризации основной партии элементов каждый из них помешают в описанное устройство, одновременно с подачей поляризующего поля принимают сигналы акустической эмиссия и регулируют величину поляриэующего поля, добиваясь выбранной оптимальной величины сигналов акустической эмиссии.

Предлагаемым способом была проведена поляризация пьезокерамических элементов из пьезокерамики титаната бария.

На выбранной части элементов было установлено, что при температуре, близ-. кой к температуре перехода в парафазу, и электрическом попе свыше 20-25 кВ/см, интенсивность сигналов акустической з эмиссии более 10 имп/с характеризует развитие пробоя, при интенсивности менее 500 имп/с пробой не развивается, и разрушение образца не наступает. Это позволило провести поляризацию основной партии без пробоя элементов при высоких значениях электрического поля и достигнуть высоких пьезоэлектрических параметров.

Поляризация при комнатной температуре электрическими полями до 28 кВ/см показала, что элементы, которые поляриэовались при меньшем уровне акустической эмиссии, имеют более высокую прочность. Изменению максимальной интенсивности сигналов акустической эмиссии от 15 имп с до 40 имп/с соответствует уменьшение прочности на 15-20% при одинаковых пьезоэлектрических параметрах.

Формула изобретения

Способ поляризации пьезокерамических элементов путем приложения к ним электрического поля и измерения пьезоэлектрических свойств, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что. с целью повышения надежности зашиты от разрушения элементов в процессе поляризации и достижения высокой пьезоактивности и механической прочности, определяют величины интенсивности и амплитуды акустической эмиссии в процессе поляризации, измеряют пьезоэлектрические и механические свойст. ва после поляризации, сопоставляют их оптимальные значения со значениями интенсивности и амплитуды акустической эмиссии и по ним корректируют электрическое поле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поляризация пьезокерамики. Под. ред. Е. Г. Фесенко, Ростов-на-Дону, изд-во РГУ с. 69-106. т

2. Авторское свидетельство СССР

М 268232, кл. С 04 В 33/00, 1970 (прототип).

91 8284

Состанитель Н. Фельдман,Редактор Н. Коляда Техред A. A Корректор М КостаЗаказ 2034/29 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035,:Мосина, Ж-35, Раушская наб„д. 475

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4