DE1058631B

DE1058631B - Method for longitudinal pre-polarization of a body consisting of at least one layer of piezo-electric material

Info

Publication number: DE1058631B
Application number: DEN14665A
Authority: DE
Inventors: Jan Maarten Brussaard; Jan Willem Hekkert
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1957-02-16
Filing date: 1958-02-12
Publication date: 1959-06-04

Description

Verfahren zur Längsvorpolarisierung eines aus mindestens einer Schicht aus piezo-elektrischem Material bestehenden Körpers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Längsvorpolarisierung eines Körpers, der aus mindestens einer Schicht aus homogenem, polykristallinischem, keramischem, piezoelektrischem Material mit remanenten Polarisationseigenschaften besteht, bei dem die Vorpolarisierung in einem Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit erfolgt und die Hauptflächen der Schicht mit einer Anzahl paralleler, sich in ihrer Längsausdehnung senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung im Körper erstreckender Elektroden versehen sind und die Polarisation zwischen zwei benachbarten Paaren von einander zugeordneten Elektroden gegensinnig ist. Ein solches Verfahren ist aus der USA.-Patentschrift 2 540 187 bekannt. Dabei liegen sich die auf beiden Hauptflächen angeordneten Elektroden genau gegenüber. Die Polarisierungsspannung wird so an die Elektroden gelegt, daß sich gegenüberliegende Elektroden gleiche, auf einer Hauptfläche nebeneinanderliegende Elektroden verschiedene Polarität erhalten. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß infolge der Lage der verschiedenen Elektroden ein Teil des bei der Vorpolarisation auftretenden Kraftlinienbündels längs der Oberfläche des Körpers außen um das Material herum verläuft, was oft Überschläge an der Oberfläche herbeiführt.Method for longitudinally pre-polarizing one of at least one layer composed of piezo-electric material body The invention relates to a method for longitudinally pre-polarizing a body that is composed of at least one Layer of homogeneous, polycrystalline, ceramic, piezoelectric material with remanent polarization properties, in which the pre-polarization takes place in an agent of high dielectric strength and the main surfaces of the Layer with a number of parallel, perpendicular or longitudinal extension electrodes extending essentially perpendicular to the direction of polarization in the body are provided and the polarization between two adjacent pairs of each other associated electrodes is in opposite directions. One such method is from the United States patent 2 540 187 known. The electrodes, which are arranged on both main surfaces, lie on top of one another exactly opposite. The polarization voltage is applied to the electrodes so that opposing electrodes are identical to one another on a main surface Get electrodes of different polarity. This method has the disadvantage suggests that due to the position of the various electrodes, a part of the pre-polarization occurring bundle of lines of force along the surface of the body outside around the material runs around, which often causes flashovers on the surface.

Das Verfahren nach der Erfindung, bei dem der genannte Nachteil in beträchtlich geringerem Maße auftritt, besteht darin, daß der eine Pol der Polarisationsspannung an die auf der einen Hauptfläche liegenden Elektroden und der andere Pol an die auf der anderen Hauptfläche liegenden Elektroden angelegt wird, die zwischen je zwei benachbarten Elektroden der ersten Hauptfläche angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Umstand zunutze gemacht, daß infolge der erwähnten Lage der Elektroden das ganze Kraftlinienbündel das Material durchsetzt.The method according to the invention, in which the disadvantage mentioned in occurs to a considerably lesser extent, is that one pole of the polarization voltage to the electrodes lying on one main surface and the other pole to the on the other main surface lying electrodes is applied, which between each two adjacent electrodes of the first main surface are arranged. In this way the fact is made use of that due to the aforementioned position of the electrodes the whole bundle of lines of force penetrates the material.

Das Verfahren nach der Erfindung hat gegenüber dem bekannten den Vorteil, daß man zur Erzielung gleicher Kapazität mit der Hälfte der Elektrodenoberfläche auskommt und trotzdem die gleiche Ausgangsspannung erhält.The method according to the invention has the advantage over the known that to achieve the same capacity with half the electrode surface gets by and still receives the same output voltage.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn eine große Anzahl von Körpern zugleich vorpolarisiert werden soll. Beim bekannten Verfahren werden die Körper z. B. in einem Bad mit Öl als Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit vorpolarisiert, wobei ein Durchschlag das Bad für eine nächste Polarisation ungeeignet macht, so daß eine laufende Produktion nicht möglich ist. Dieser Nachteil tritt bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung bereits dadurch in viel geringerem Maße auf, weil, wie bereits erwähnt, die Überschlagsgefahr an sich schon herabgesetzt worden ist. Soweit unter diesen beträchtlich günstigeren Umständen immer noch elektrische Überschläge zu befürchten sind, werden diese vorzugsweise dadurch praktisch völlig vermieden, daß als Mittel mit hoher Durchschlagsfestigkeit ein gasförmiges Mittel, zweckmäßig ein Fluorchlormethan, wie z. B. C F2 C12, verwendet wird.The invention is particularly advantageous when a large number of Bodies should be prepolarized at the same time. In the known method, the Body z. B. pre-polarized in a bath with oil as an agent of high dielectric strength, whereby a breakdown makes the bath unsuitable for a next polarization, see above that ongoing production is not possible. This disadvantage occurs when applying of the method according to the invention to a much lesser extent because, As already mentioned, the risk of rollover has already been reduced. So much for electrical flashovers under these considerably more favorable circumstances are to be feared, these are preferably avoided practically completely, that as an agent with high dielectric strength, a gaseous agent is expedient a fluorochloromethane, such as. B. C F2 C12 is used.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example.

Fig. 1 zeigt einen nach dem bekannten Verfahren vorpolarisierten Körper, und Fig. 2 zeigt einen Körper, der nach dem Verfahren nach der Erfindung vorpolarisiert wird.Fig. 1 shows a body pre-polarized according to the known method, and Fig. 2 shows a body which is pre-polarized in accordance with the method of the invention will.

In Fig. 1 ist ein Körper aus keramischem, piezoelektrischem Material, z. B. Ba Ti 03, mit 1 bezeichnet, auf dessen Hauptflächen Elektroden 2, 3, 4, 5, 6 und 7 angebracht sind. Hierbei bilden die Elektroden 2, 3 und die Elektroden 3, 4 auf der oberen Hauptfläche je ein Elektrodenpaar; ebenso bilden die Elektroden 5, 6 bzw. 6, 7 auf der unteren Hauptfläche je ein Elektrodenpaar. Bei diesem bekannten Verfahren ist die Vorpolarisierung so durchgeführt, daß sie zwischen benachbarten Elektrodenpaaren (2, 3 und 3, 4) gegensinnig ist. Infolge der Anordnung der verschiedenen Elektrodenpaare ist die Konzentration des Kraftlinienbündels längs der Oberfläche des Materials am größten, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Dies gibt des öfteren zu Überschlägen längs der Körperoberfläche Veranlassung. In Fig. 2 ist der Körper aus keramischem, piezo-2lektrischem Material mit 8 bezeichnet, auf dessen Hauptflächen Elektroden 9, 10 und 11 angebracht sind. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß der eine Pol der Polarisationsspannung an die auf der oberen Hauptfläche liegenden Elektroden 9 und 10, der andere Pol an die Elektrode 1i angelegt wird, die auf der unteren Hauptfläche zwischen den beiden benachbarten Elektroden auf der oberen Hauptfläche angeordnet ist. Auf diese Weise bilden -inerseits die Elektroden 9, 11, andererseits die Elektroden 10, 11 ein Elektrodenpaar. Durch diese Elektrodenanordnung wird erreicht, daß das ganze Kraftfinienbündel das Material durchsetzt.In Fig. 1 is a body made of ceramic, piezoelectric material, z. B. Ba Ti 03, denoted by 1, on the main surfaces of which electrodes 2, 3, 4, 5, 6 and 7 are attached. Here the electrodes 2, 3 and the electrodes 3, 4 a pair of electrodes each on the upper main surface; likewise form the electrodes 5, 6 and 6, 7 each have a pair of electrodes on the lower main surface. With this well-known The pre-polarization method is carried out in such a way that it is between neighboring Electrode pairs (2, 3 and 3, 4) is in opposite directions. As a result of the arrangement of the various Electrode pairs is the concentration of the force line bundle along the surface of the material is greatest, as is shown schematically in FIG. 1. This gives the often causing rollover along the surface of the body. In Fig. 2, the body made of ceramic, piezo-electric material is denoted by 8, on the main surfaces of which electrodes 9, 10 and 11 are attached. The procedure after of the invention is that one pole of the polarization voltage to the Electrodes 9 and 10 lying on the upper main surface, the other pole on the electrode 1i is applied, which is on the lower major surface between the two adjacent Electrodes is arranged on the upper major surface. In this way form -in part the electrodes 9, 11, on the other hand the electrodes 10, 11 a pair of electrodes. By this electrode arrangement is achieved that the entire force fin bundle the material interspersed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for longitudinally pre-polarizing a body, which consists of at least one layer of homogeneous, polycrystalline, ceramic, piezoelectric material with remanent polarization properties consists in which the pre-polarization takes place in a medium of high dielectric strength and the main surfaces of the layer with a number of parallel, longitudinal dimensions perpendicular or substantially perpendicular to the direction of polarization in the body Electrodes are provided and the polarization between two adjacent pairs is in opposite directions of mutually associated electrodes, characterized in that one pole of the polarization voltage to the one lying on one main surface Electrodes and the other pole to the electrodes lying on the other main surface is applied between each two adjacent electrodes of the first main surface are arranged.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a means a gaseous agent with high dielectric strength, expediently a chlorofluoromethane, such as B: C F2 C12, is used.

3. Body made up of at least one layer made of homogeneous, polycrystalline, ceramic, piezoelectric material with remanent polarization properties, characterized in that the body is pre-polarized by means of the method according to one of the preceding claims.