книги из ГПНТБ / Соломоник И.Ш. Производство керамических деталей радиоаппаратуры

При растяжении поляризованного сегнетокерамического образца происходят аналогичные явления, только поверхно­ сти граней приобретают обратные некомпенсированные за­ ряды и, следовательно, образуется разность потенциалов про­ тивоположного знака. При знакопеременном давлении в зам­ кнутой цепи возникнет переменный ток, величина которого также пропорциональна внешней механической нагрузке.

Созданная искусственным путем поляризация сохраняется

мому, при температурах выше точки Кюри сильное тепловое

ряет пьезоэлектрические свойства.

В первые 2ч-3 дня после окончания процесса поляриза­ ции происходит реорганизация доменов, и величина пьезомодуля уменьшается на 15-^30%, после чего остается почти неизменной. В целях стабилизации свойств пьезокерамичес-

греваются до 100н-150°С и затем медленно охлаждаются до

б.П р и м е н е н и е п ь е з о к е р а м и к и

вр а д и о а п п а р а т у р е

Синтез пьезокерамических материалов с большой времен­

мического элемента зависит от свойств материала и геомет­ рических размеров резонатора. Так, резонатор, выполненный в виде тонкого диска, имеет собственную частоту колебаний, примерно равную

Пьезокерамические резонаторы по стабильности и доброт­ ности сравнимы с катушками индуктивности, в которых ис­

туры. На базе пьезорезонаторов можно создать упрощенные конструкции фильтров промежуточной частоты радиовеща­ тельных приемников и селективные фильтры в диапазоне час­ тот ЮО^-ЮОО кгц. Можно изготовить фильтры с полосой про­ пускания І 4 - 1 0 % от средней частоты настройки резонансной системы. Верхняя граничная рабочая температура пьезокерамических фильтров — 150° С.

Для генерирования низкочастотных сигналов используют­ ся прямоугольные вибраторы, в которых возбуждаются про­ дольные колебания по длине или колебания изгиба. В ка­ честве низкочастотных вибраторов применяются также пря­ моугольные бруски и бруски со щелями. В брусках со ще­

щем принципе: складываются два пьезокерамических диска и закрепляются по ободу. При возбуждении в дисках радиаль­ ных колебаний противоположного знака общая система плас­ тин совершает колебательный процесс перпендикулярно плос­

Пьезокерамические телефоны и микрофоны немагнитны, просты по конструкции, имеют малый вес и обладают повы­ шенной надежностью и достаточной для практики чувстви­ тельностью.

низковольтные и высоковольтные слаботочные трансформато­ ры. При этом значительно сокращаются вес, габариты и тру-

доемкость изделия. Пьезотрансформаторы напряжения вы­ полняются либо в виде керамических пластин, либо в виде

Р и с . 4-17

ны поляризуется в направлении длины, когда к электроду 2 на торце пластины и к электродам 1 прикладывается соответст­ вующее напряжение. Если к электродам 1 подвести перемен­ ное напряжение, возбуждающее продольные колебания, то пластина будет деформироваться по длине, а это в свою оче­ редь явится причиной возникновения напряжения на конце­ вом электроде 2. Меняя размещение электродов на пластине и их ширину, выбирая направление поляризации, можно в широких пределах варьировать параметрами вторичного на­ пряжения. Изготовлены опытные образцы пьезотрансформаторов напряжения на 3 кв при коэффициенте трансформации 15-5-25.

Р и с .

Аналогична работа кольцевых пьезотрансформаторов на­ пряжения (рис. 4-17 б). Поляризация материала кольца про­ изводится с помощью двух полукольцевых электродов 1 и электрода полоски 2. Подавая напряжение к электродам од-

ного полукольца, возбуждаем его и деформируем второе по­ лукольцо. С электрода 2 снимаем трансформированное на­ пряжение.

Пьезокерамические элементы с успехом применяются в ка­ честве у л ь т р а з в у к о в ы х л и н и й з а д е р ж к и . Прин­ цип действия простейшей линии задержки поясняется блоксхемой рис. 4-18, где 1 — импульсный генератор, 2 — преобра­ зовательные элементы, 3 — усилитель задержанного импуль­ са. Подлежащий временной задержке электрический сигнал

сток линии длиною / за время задержки /3 . В конце линии он снова преобразуется в электрический сигнал, но уже задер­

Линии задержки применяются в радиотехнических и элект­ ронных счетно-решающих устройствах.

В последнее время начались интенсивные работы по сов­ местному использованию пьезокерамических и люминесцент­

Импульсы электрического напряжения, прикладываемые к краям панели, возбуждают механические колебания панели. Электрические поля, получающиеся в результате механичес­ ких колебаний, взаимодействуют с электролюминесцентным материалом и вызывают местные свечения в виде отдельных пятен. Положение пятен можно менять, регулируя фазу им­ пульсного возбуждения. В настоящее время уже изготовлены

ложительном исходе исследований можно ожидать замены крупногабаритных кинескопов телевизионных приемников плоскими экранами повышенной надежности и большого сро­ ка службы.

в. Т е х н о л о г и ч е с к и й п р о ц е с с п р о и з в о д с т в а д е т а л е й и з п ь е з о к е р а м и к и

Изготовление пьезокерамических деталей состоит из сле­ дующих основных этапов: подготовки исходного сырья, дози­ ровки и смешивания компонентов, высокотемпературного синтеза, помола синтезированного материала, формования за­ готовок пьезоэлементов, обжига заготовок, механической об-

Молярные количества с учетом основного вещества:

производится с применением специальных способов, снижаю­

т о в является большая тщательность в удалении воздушных включений из материала заготовок, так как они резко ухуд­ шают колебательные процессы в пьезоэлементах, вносят боль­ шие затухания, многочастотность и другие отрицательные по­ следствия. Во время прессования заготовок масса подверга­ ется многократному предварительному уплотнению в прессформах при давлении более 200 кг/см2. После однократного уплотнения плунжер поднимается и масса несколько секунд выдерживается без внешнего давления. Затем заготовка вновь уплотняется и снова снимается давление и т. д. Количество циклов уплотнения зависит от толщины заготовки и колеб­

жим подъема и снижения температуры напоминает режим об­ жига радиокерамики. Недостаток кислорода ведет к повы­ шенной электронной электропроводности материала и резко­

поляризацией поверхности деталей очищаются от загрязне­ ния. Для того, чтобы не происходило коронирования, пьезоэлементы погружают в сухое трансформаторное масло или силиконовую жидкость и выдерживают там под высоким на­ пряжением в течение І 4 - 2 часов. Можно снизить требуемую напряженность электрического поля, если процесс поляризации сопровождать нагревом пьезоэлементов. Нагрев поляризуе­ мых изделий до температуры 125 4-130° С позволяет эффек­ тивно проводить процесс поляризации даже при напряженностях 0,54- 0,8 кв/мм. Представляет интерес и импульсный ме­ тод поляризации, когда на материал кратковременно воздей­ ствуют высоковольтным импульсом положительной полярно­ сти, а затем через некоторое время низковольтным импульсом отрицательной полярности.

Электроды энергетической установки, накладываемые на пьезоэлемент, должны плотно (без воздушной или масляной прослойки) прилегать к электродам пьезокерамики. В неко­ торых случаях рекомендуется в промежуток между электро­ дами вводить слои проводящего клея для уменьшения пере­ ходного сопротивления.

После завершения процесса поляризации электроды пьезо­ элементов заземляются на 30 мин, чтобы снять накопленные заряды.

К о н т р о л ь к а ч е с т в а пьезоэлементов производится с помощью визуального осмотра изделий и измерением радио­ технических параметров: резонансных частот, емкости, ди­ электрических потерь, пьезомодулей и др.