RU2552591C1 - Способ изготовления составного электроакустического преобразователя - Google Patents
Способ изготовления составного электроакустического преобразователя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552591C1 RU2552591C1 RU2014123827/28A RU2014123827A RU2552591C1 RU 2552591 C1 RU2552591 C1 RU 2552591C1 RU 2014123827/28 A RU2014123827/28 A RU 2014123827/28A RU 2014123827 A RU2014123827 A RU 2014123827A RU 2552591 C1 RU2552591 C1 RU 2552591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adhesive
- elements
- piezoelectric
- end surfaces
- manufacturing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технологии изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего пьезокерамические активные элементы. Способ изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего в качестве активных элементов пьезокерамические элементы, включающий нанесение на торцевые поверхности пьезокерамических элементов клея, отверждающегося в результате полимеризации, сборку из них пьезоблока путем последовательного соединения пьезокерамических элементов друг с другом их торцевыми поверхностями. Затем воздействуют на собранный пьезоблок электромагнитным полем СВЧ в течение времени, требуемого для отверждения клея в клеевых соединениях. Воздействие на собранный пьезоблок электромагнитным полем СВЧ осуществляют в периодическом режиме с обеспечением суммарного времени воздействия, соответствующего времени, требуемому для отверждения клея в клеевых соединениях. Технический результат - сокращение длительности сборки
Description
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к технологии изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего пьезокерамические активные элементы.
Известен способ изготовления составного пьезокерамического преобразователя [SU 627711], включающий нанесение на склеиваемые поверхности пьезоэлементов клеящего компаунда и сборку из указанных элементов пьезоблока. Недостатком указанного способа является недостаточная механическая прочность клеевого соединения.
Известен способ изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего в качестве активных элементов пьезокерамические элементы [SU 1757131], который выбран в качестве ближайшего аналога.
Рассматриваемый способ включает нанесение на торцевые поверхности пьезокерамических элементов клея, сборку из них пьезоблока путем последовательного соединения пьезокерамических элементов друг с другом их торцевыми поверхностями. Далее нагревают пьезоблок до отверждения клея при температуре, определяемой технологическим процессом отверждения применяемого клея.
При этом на пьезоблок одновременно воздействуют полем постоянного электрического потенциала с полярностью, совпадающей с полярностью пьезоэлементов.
Воздействие указанным полем обеспечивает повышение механической прочности преобразователя.
Недостатком рассматриваемого способа является его длительность, обусловленная тем, что отверждение клея происходит в течение длительного времени. Так, в рассматриваемом способе приведен пример использования эпоксидного клея марки ДМ5-65, отверждение которого осуществляется при температуре 75-95°С в течение 24 часов.
Задачей заявляемого изобретения является уменьшение длительности способа.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего в качестве активных элементов пьезокерамические элементы, включающем нанесение на торцевые поверхности пьезокерамических элементов клея, отверждающегося в результате полимеризации, сборку из них пьезоблока путем последовательного соединения пьезокерамических элементов друг с другом их торцевыми поверхностями, согласно изобретению воздействуют на собранный пьезоблок электромагнитным полем СВЧ в периодическом режиме с обеспечением суммарного времени указанного воздействия, соответствующего времени, требуемому для отверждения клея в клеевых соединениях.
Принципиально важным в заявляемом способе является то, что процесс отверждения клея в клеевых соединениях осуществляют под воздействием поля СВЧ, что, как показали эксперименты, приводит к очень быстрому (в течение нескольких минут) отверждению клея. При этом периодически прерывают процесс воздействия на собранный пьезоблок электромагнитным полем СВЧ с обеспечением суммарного времени указанного воздействия, соответствующего времени, требуемому для отверждения клея в клеевых соединениях. Благодаря периодическому прерыванию процесса нагрева полем СВЧ обеспечивается щадящий режим воздействия указанного поля на материал пьезокерамических элементов, при котором сохраняются все их электрофизические параметры.
Таким образом, в заявляемом способе значительно сокращается (в разы) время, требующееся для отверждения клея в клеевых соединениях по сравнению с временем отверждения клея по традиционной технологии, включающей его нагрев при рекомендуемой температуре отверждения используемого клея.
Как показали экспериментальные исследования, при изготовлении преобразователя по заявляемому способу с использованием широко применяемого в приборостроении клея на основе эпоксидной смолы процесс отверждения указанного клея в клеевых соединениях в поле СВЧ завершается через 3-10 мин.
Следует отметить, что длительность отверждения указанного клея при использовании традиционной технологии составляет около 24 часов.
Конкретное время воздействия электромагнитным полем СВЧ на собранный пьезоблок, требуемое для отверждения используемого клея в клеевых соединениях, предварительно определяют экспериментально для каждого конкретного вида клея.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого способа, является значительное сокращение длительности стадии отверждения клея в клеевых соединениях пьезоблока, что обусловливает уменьшение длительности способа в целом.
Способ реализуется следующим образом.
Торцевые поверхности пьезокерамических элементов подготавливают к склейке путем их механической очистки и обезжиривания.
Затем на склеиваемые поверхности наносят клей. При этом предпочтительным является использование клея, отверждающегося в процессе полимеризации его компонентов, что обеспечивает прочность клеевого соединения, в частности эпоксидного клея.
Пьезокерамические элементы собирают в пьезоблок путем последовательного соединения пьезокерамических элементов друг с другом их торцевыми поверхностями. Склеиваемые поверхности прижимают друг к другу с усилием, величина которого зависит от типа применяемого клея.
Затем пьезоблок устанавливают на подставку, выполненную из материала с высоким значением тангенса угла диэлектрических потерь, в частности из вспученного вермикулита. Установленный на подставке пьезоблок помещают в печь СВЧ и выдерживают его в электромагнитном поле СВЧ. При этом периодически прерывают процесс нагрева пьезоблока полем СВЧ с обеспечением суммарного времени воздействия указанным полем, соответствующего времени, требуемому для отверждения используемого клея. Указанное время воздействия полем СВЧ предварительно определяют экспериментально для используемого вида клея.
Возможность реализации способа показана в примерах конкретного выполнения
Пример 1.
Для изготовления электроакустического преобразователя использовали пьезокерамические элементы, изготовленные из пьезокерамики ЦТССт-3, представляющей собой твердый раствор цирконата-титаната свинца-стронция, модифицированный добавками оксидов цинка, висмута, марганца и лантана, со структурой перовскита. Химический состав пьезокерамики соответствует формуле
Использовали поляризованные пьезокерамические элементы в форме дисков толщиной 4 мм и диаметром 26 мм.
Торцевые поверхности пьезокерамических элементов подготавливали к склейке путем их механической очистки и обезжиривания.
Затем на склеиваемые поверхности наносили эпоксидный клей марки ДМ5-65.
Из пьезокерамических элементов собирали пьезоблок.
Склеиваемые поверхности прижимали с усилием, создаваемым с помощью торцевых металлических накладок и груза.
Собранный пьезоблок устанавливали на подставку, выполненную из вспученного вермикулита.
Далее установленный на подставке пьезоблок помещали в СВЧ-печь, мощность которой составляла 900 Вт.
Выдерживали пьезоблок в СВЧ-печи в течение 5 минут, что явилось достаточным для отверждения клея в клеевых соединениях.
Указанное время воздействия полем СВЧ предварительно определяли экспериментально для используемого вида клея. Для этого помещали испытуемый клей в СВЧ-печь с указанной выше мощностью и выдерживали его в СВЧ-печи до отверждения.
Воздействие на пьезоблок полем СВЧ осуществляли в периодическом режиме. При этом каждые одну - две минуты пьезоблок извлекали из СВЧ-печи и охлаждали на воздухе в течение 10-15 минут, чтобы обеспечить более щадящий режим воздействия поля СВЧ на материал пьезокерамических элементов.
Пример 2.
Для изготовления электроакустического преобразователя использовали пьезокерамические элементы, изготовленные из пьезокерамики ЦТС-19, представляющей собой твердый раствор цирконата-титаната свинца, модифицированный добавкой пятиокиси ниобия. Химический состав пьезокерамики соответствует формуле
Использовали поляризованные пьезокерамические элементы в форме стержней сечением 20×15 мм и толщиной 24 мм.
Торцевые поверхности пьезокерамических элементов подготавливали к склейке путем их механической очистки и обезжиривания.
Затем на склеиваемые поверхности наносили эпоксидный клей марки ДМ5-65.
Из пьезокерамических элементов собирали пьезоблок. Склеиваемые поверхности прижимали с усилием, создаваемым с помощью торцевых металлических накладок и груза.
Собранный пьезоблок устанавливали на подставку, выполненную из вспученного вермикулита.
Далее установленный на подставке пьезоблок помещали в СВЧ-печь, мощность которой составляла 900 Вт.
Выдерживали пьезоблок в СВЧ-печи в течение 7 минут, что явилось достаточным для отверждения клея в клеевых соединениях.
Указанное время воздействия полем СВЧ предварительно определяли экспериментально для используемого вида клея. Для этого помещали испытуемый клей в СВЧ-печь с указанной выше мощностью и выдерживали его в СВЧ-печи до отверждения.
Воздействие на пьезоблок полем СВЧ осуществляли в периодическом режиме. При этом каждые одну - две минуты пьезоблок извлекали из СВЧ-печи и охлаждали на воздухе в течение 5-10 минут, чтобы обеспечить более щадящий режим воздействия поля СВЧ на материал пьезокерамических элементов.
Claims (1)
- Способ изготовления составного электроакустического преобразователя, содержащего в качестве активных элементов пьезокерамические элементы, включающий нанесение на торцевые поверхности пьезокерамических элементов клея, сборку из них пьезоблока путем последовательного соединения пьезокерамических элементов друг с другом их торцевыми поверхностями, отличающийся тем, что воздействуют на собранный пьезоблок электромагнитным полем СВЧ в периодическом режиме с обеспечением суммарного времени указанного воздействия, соответствующего времени, требуемому для отверждения клея в клеевых соединениях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123827/28A RU2552591C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ изготовления составного электроакустического преобразователя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123827/28A RU2552591C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ изготовления составного электроакустического преобразователя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552591C1 true RU2552591C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123827/28A RU2552591C1 (ru) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Способ изготовления составного электроакустического преобразователя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552591C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768297C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-03-23 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КОНЦЕРН "МОРСКОЕ ПОДВОДНОЕ ОРУЖИЕ - ГИДРОПРИБОР" (АО "Концерн "МПО-Гидроприбор") | Составной электроакустический преобразователь |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU438529A1 (ru) * | 1972-09-07 | 1974-08-05 | Белорусский Технологический Институт Имени С.М.Кирова | Способ склеивани материалов |
DE3920872A1 (de) * | 1989-06-26 | 1991-01-03 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung von ultraschall-wandlern, insbesondere von schichtwandlern, die ausser piezoelektrischem material auch kunststoffmaterial umfassen |
SU1757131A1 (ru) * | 1990-01-08 | 1992-08-23 | Киевский научно-исследовательский институт гидроприборов | Способ изготовлени пьезокерамического преобразовател |
WO1997036728A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-09 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Adhesive bonding using variable frequency microwave energy |
JP2002173375A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | マイクロ波及びホットプレスを利用して焼結された圧電セラミックス、その製造方法及びそれを用いた圧電アクチュエータ |
US20050252607A1 (en) * | 1999-08-24 | 2005-11-17 | Christian Kirsten | Microwave bonding |
US20070117877A1 (en) * | 2005-04-18 | 2007-05-24 | Manfred Rein | Process for curing polyurethane adhesives/sealants |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123827/28A patent/RU2552591C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU438529A1 (ru) * | 1972-09-07 | 1974-08-05 | Белорусский Технологический Институт Имени С.М.Кирова | Способ склеивани материалов |
DE3920872A1 (de) * | 1989-06-26 | 1991-01-03 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung von ultraschall-wandlern, insbesondere von schichtwandlern, die ausser piezoelektrischem material auch kunststoffmaterial umfassen |
SU1757131A1 (ru) * | 1990-01-08 | 1992-08-23 | Киевский научно-исследовательский институт гидроприборов | Способ изготовлени пьезокерамического преобразовател |
WO1997036728A2 (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-09 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Adhesive bonding using variable frequency microwave energy |
US20050252607A1 (en) * | 1999-08-24 | 2005-11-17 | Christian Kirsten | Microwave bonding |
JP2002173375A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-21 | R & D Inst Of Metals & Composites For Future Industries | マイクロ波及びホットプレスを利用して焼結された圧電セラミックス、その製造方法及びそれを用いた圧電アクチュエータ |
US20070117877A1 (en) * | 2005-04-18 | 2007-05-24 | Manfred Rein | Process for curing polyurethane adhesives/sealants |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768297C1 (ru) * | 2021-07-06 | 2022-03-23 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "КОНЦЕРН "МОРСКОЕ ПОДВОДНОЕ ОРУЖИЕ - ГИДРОПРИБОР" (АО "Концерн "МПО-Гидроприбор") | Составной электроакустический преобразователь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wise | Displacement properties of RAINBOW and THUNDER piezoelectric actuators | |
TWI403009B (zh) | 環狀極化壓電片、其製程及其應用在扭力感測器 | |
CN107742993B (zh) | 单相激励型面内振动超声电机及其单相激励方法 | |
RU2552591C1 (ru) | Способ изготовления составного электроакустического преобразователя | |
CN109106980A (zh) | 一种具有电活性的高强度水凝胶及其制备方法和应用 | |
CN104485837B (zh) | 一种复合振子驻波超声电机及其激励方法 | |
Chen et al. | A square-plate ultrasonic linear motor operating in two orthogonal first bending modes | |
US11456409B2 (en) | Micro-vibration sensor and preparation method thereof | |
Ci et al. | A square-plate piezoelectric linear motor operating in two orthogonal and isomorphic face-diagonal-bending modes | |
JP5313904B2 (ja) | 積層型圧電/電歪素子の分極処理方法 | |
RU2554591C2 (ru) | Способ изготовления составного электроакустического преобразователя | |
DE102013222076A1 (de) | Schallwandler und Herstellungsverfahren für einen Schallwandler | |
JPH02106983A (ja) | 圧電機能部品 | |
JPS5963783A (ja) | 圧電バイモルフ | |
JPS59178899A (ja) | 圧電振動子 | |
Somayajula et al. | Design, assembly and performance of a 1.6 kHz Class I barrel stave projector | |
SU1757131A1 (ru) | Способ изготовлени пьезокерамического преобразовател | |
JP2006333631A (ja) | 振動波モータ及び振動波モータの製造方法 | |
JP2010272626A (ja) | モノモルフアクチュエータの製造方法 | |
JP2015033090A (ja) | 超音波振動デバイスおよび超音波医療装置 | |
Kim et al. | Piezoelectric ceramic assembly tubes for torsional actuators | |
US9154885B2 (en) | Sound generator, sound generation device, and electronic apparatus | |
Kim et al. | Generating characteristics of hollow-plate-type piezoelectric energy harvesters | |
SU1719335A1 (ru) | Способ соединени элементов акустооптических фильтров | |
JP2010093598A (ja) | 圧電振動子およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200611 |