DE3036631A1 - Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger - Google Patents

Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger

Info

Publication number
DE3036631A1
DE3036631A1 DE19803036631 DE3036631A DE3036631A1 DE 3036631 A1 DE3036631 A1 DE 3036631A1 DE 19803036631 DE19803036631 DE 19803036631 DE 3036631 A DE3036631 A DE 3036631A DE 3036631 A1 DE3036631 A1 DE 3036631A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piezoceramic
heated
piezo
mold
deformed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803036631
Other languages
English (en)
Inventor
Heinrich Dipl.-Phys. Dr. 8552 Höchstadt Diepers
Betram 8520 Erlangen Sachs
Klaus Ing.(grad.) 8621 Marktgraitz Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19803036631 priority Critical patent/DE3036631A1/de
Priority to EP81107371A priority patent/EP0048900B1/de
Priority to AT81107371T priority patent/ATE12711T1/de
Priority to JP56153531A priority patent/JPS5789400A/ja
Publication of DE3036631A1 publication Critical patent/DE3036631A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/32—Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 80 P 7 5 7 2 DE
Verfahren zur Herstellung fokussierender Piezoschwinger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung fokussierender Piezoschwinger aus Piezokeramik durch Verformen.
10
In der elektromedizinischen und der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung werden Ultraschallschwinger eingesetzt, die zur mechanischen Fokussierung des Ultraschallstrahles z.B. zylindrisch oder sphärisch gekrümmt sind. Die Herstellung solcher Piezoschwinger erfolgt bislang durch Profilschleifen von ebenen Körpern auf handelsüblichen Maschinen oder von Hand. Das Schleifen der Profile erfordert einen hohen Aufwand an Werkzeugen und hohe Arbeitskosten, da hohe Genauigkeit, z.B. eine Oberflächengenauig- keit von -2p gefordert wird und die Dickenwandung entlang der Krümmung, z.B. der Zylinderfläche ebenfalls etwa -2p betragen soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile übliche bekannte Ultraschallschwinger herzustellen. Sie sollen bei kostensparender Technik gleiche Genauigkeit aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein piezokeramisches Material, vorzugsweise ein Piezokeramikstreifen heiß verformt wird. Das Verfahren ist so flexibel, daß Radien von z.B. nur 5 mm formbar sind. Die Dicke der zu formenden Piezokeramikflachen oder -scheiben kann von wenigen 10 Mikrometern bis zu mehreren Millimetern (10 mm) betragen. Die bevorzugte Dicke liegt zwischen 0,1 und 0,2 mm. Das Verfahren ist in einfacher
/-ν Td 2 Dm / 25.9.1980
-/L- VPA 80 P 7 5 7 2 DE
Weise durchführbar und erfordert keine besonderen Spezialkenntnisse. Er erspart das mechanische Profilschleifen und benötigt nicht einmal eine meßtechnische Kontrolle.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das piezokeramische Material in einer Form heiß verformt. Hierzu können Piezokeramikstreifen einer Dicke von 10 um bis 10 mm in eine auf der Innenseite profilierte Form gelegt werden. Die belegte Form wird in einem Ofen 2-8 Stunden auf eine Temperatur zwischen 300 bis 13000C erhitzt. Vorzugsweise wird zwei Stunden auf 12000C erhitzt. Die Streifen mit der gewünschten Dickentoleranz von ί 2 μΐη können aus einem Block des Piezomaterials abgetrennt sein. Der in die Form eingelegte Piezokeramikstreifen schmiegt sich infolge von Hochtemperaturfließprozessen der Geometrie der Form an. Eine zusätzliche Krafteinwirkung ist nicht unbedingt erforderlich. Sie kann aber vorteilhaft sein, da hierdurch die Heizzeit verringert wird. Ein Druck von 1 mbar bis 1 bar für die Belastung der Keramikstreifen beim Erhitzen ist geeignet. Das Material der Form wird der gewählten Heiztemperatur entsprechend ausgesucht. Vorzugsweise werden Al2O* oder verwendet.
Das auf der Innenseite in die Form eingearbeitete Profil, beispielsweise ein Zylinderhohlschliff, wird formgetreu mit kleinster Toleranz (- 2 μΐη) von der Piezokeramik übernommen. Neben der Zylinderform können auch sphärisch geschliffene Stützkörper zur Formung von Schwingerkalotten oder stumpfwinklig geformte Stützkörper und ähnlich geformte Körper als Stützform eingesetzt werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind alle Piezomaterialien geeignet. Mit besonderem Vorteil werden Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik und Blei-Metaniobat-Keramik verwendet.
VPA 80 P 7 5 7 2 OE
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Piezoschwinger können als mechanisch fokussierende Schwinger vor allem in Ultraschalltransducern insbesondere bei medizinischen Ultraschallarrays verwendet werden, 5
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung und eines Beispiels näher erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in perspektivischer Darstellung Formen (Stützformen) mit einem auf der Innenseite aufliegenden Piezokeramikstreifen 1. Gemäß Fig. 1 hat die Innenseite der Stützform 2 einen Zylinderhohlschliff 3. Die Form 4 hat ein stumpfwinkeliges Innenprofil 5.
Fig. 3 zeigt eine Form 6 mit einem nach links und rechts anschließenden stumpfwinkeligen Innenprofil 7.
Beispiel
Auf einer Innenlochsäge werden Piezokeramikscheiben von ca. 40 χ 80 χ 0,29 mm gesägt.
Zwei ebene Scheiben werden übereinander in eine Form aus dichter A^O^-Keramik eingelegt (Fig. 1) und mit einer gebogenen Platte (entsprechend dem gewünschten Radius) aus feuerfestem, hochtonerdehaltigern Material von 70 g beschwert. Anschließend wird die Form in einer geschlossenen Al203-Kapsel 30 Minuten auf 12000C erhitzt.
Die Scheiben mit einem Radius von 65 mm sind für 5,0 MHz-Array geeignet.
11 Patentansprüche
3 Figuren

Claims (11)

  1. VPA 80 P 7 5 7 2 DE
    Patentansprüche
    (1. /Verfahren zur Herstellung fokussierender Piezoschwinger aus Piezokeramik durch Verformen, d a 5durch gekennzeichnet , daß piezokeramisches Material heiß verformt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß piezokeramisches Material in einer Form heiß verformt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Piezokeramikstreifen heiß verformt .wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß unter Anwendung von Druck heiß verformt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß als Piezokeramik Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch gekennzeichnet , daß als Piezokeramik Bleimetaniobat-Keramik verwendet wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß Piezokeramikstreifen einer Dicke von 10 um bis 10 mm in eine auf der Innenseite profilierte Form gelegt und in dieser 2 bis 8 Stunden auf 300 bis 130O0C erhitzt werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e -
    kennzeichnet , daß der Keramikstreifen beim Erhitzen mit einem Druck von 1 mbar bis 1 bar belastet wird.
    ORIGINAL INSPECTED
    -^- VPA 80 P 7 5 7 2 DE
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb mehrerer Stunden auf 300 bis 13000C erhitzt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Stunden auf 12000C erhitzt wird.
  11. 11. Kreisbogenförmige Piezokeramikschwinger, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 10.
    ORIGINAL
DE19803036631 1980-09-29 1980-09-29 Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger Withdrawn DE3036631A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803036631 DE3036631A1 (de) 1980-09-29 1980-09-29 Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger
EP81107371A EP0048900B1 (de) 1980-09-29 1981-09-17 Verfahren zur Herstellung fokussierender Piezoschwinger
AT81107371T ATE12711T1 (de) 1980-09-29 1981-09-17 Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger.
JP56153531A JPS5789400A (en) 1980-09-29 1981-09-28 Method of producing focusing piezoelectric vibrator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803036631 DE3036631A1 (de) 1980-09-29 1980-09-29 Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3036631A1 true DE3036631A1 (de) 1982-05-19

Family

ID=6113086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803036631 Withdrawn DE3036631A1 (de) 1980-09-29 1980-09-29 Verfahren zur herstellung fokussierender piezoschwinger

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0048900B1 (de)
JP (1) JPS5789400A (de)
AT (1) ATE12711T1 (de)
DE (1) DE3036631A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3445262B2 (ja) * 2001-11-22 2003-09-08 松下電器産業株式会社 圧電体の製造方法、圧電体、超音波探触子、超音波診断装置および非破壊検査装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2960747A (en) * 1958-08-18 1960-11-22 Honeywell Regulator Co Molding method for ceramics
DE2129906A1 (de) * 1970-06-17 1971-12-23 Automation Ind Inc Material-Pruefgeraet
DE2744208A1 (de) * 1977-09-30 1979-04-05 Siemens Ag Piezokeramik mit extrem niedriger mechanischer schwingguete

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5550438B2 (de) * 1974-11-25 1980-12-18
NL7610124A (nl) * 1976-09-13 1978-03-15 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een piezo-elektrische transducent.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2960747A (en) * 1958-08-18 1960-11-22 Honeywell Regulator Co Molding method for ceramics
DE2129906A1 (de) * 1970-06-17 1971-12-23 Automation Ind Inc Material-Pruefgeraet
DE2744208A1 (de) * 1977-09-30 1979-04-05 Siemens Ag Piezokeramik mit extrem niedriger mechanischer schwingguete

Also Published As

Publication number Publication date
EP0048900B1 (de) 1985-04-10
EP0048900A1 (de) 1982-04-07
ATE12711T1 (de) 1985-04-15
JPS5789400A (en) 1982-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0041664B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Ultraschallwandleranordnung
EP0498015B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Ultraschallwandlern
EP0462311B1 (de) Verbund-Ultraschallwandler und Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Bauelementes aus piezoelektrischer Keramik
DE3501808C2 (de)
EP0212352B1 (de) Ultraschallgenerator
CH677570A5 (de)
DE3712146A1 (de) Verfahren zum herstellen eines optischen bauteils
DE4006718A1 (de) Piezoelektrischer wandler
EP0362213B1 (de) Verfahren zur herstellung einer strukturierten keramikfolie bzw. eines aus solchen folien aufgebauten keramikkörpers
DE102016112734A1 (de) Schwingungsunterstützte Freiformherstellung
DE2129906A1 (de) Material-Pruefgeraet
DE3000216A1 (de) Verfahren zum herstellen eines faserverbundbauteils
DE2009132A1 (de) Aus einem Stück bestehende Brillengläser und Verfahren zu deren Herstellung
EP0726106B1 (de) Verfahren zum Umformen eines plattenförmigen Bauteils
DE2238416A1 (de) Verfahren zur herstellung optischer elemente
EP0012938A2 (de) Ultraschallwandler mit optimaler lateraler Auflösung und Verfahren zur Herstellung desselben
EP0048900B1 (de) Verfahren zur Herstellung fokussierender Piezoschwinger
DE2460207A1 (de) Verfahren zum herstellen eines akustooptischen bauelementes oder eines breitbandigen ultraschall-bauelementes
DE2355091A1 (de) Verfahren zur herstellung optischer elemente
DE3619871C2 (de)
EP3637086B1 (de) Probenkörperanordnung zur bestimmung mechanischer und/oder thermischer eigenschaften von probenkörpern und ein verfahren zur bestimmung mechanischer und/oder thermischer eigenschaften an probenkörpern
DE69819374T2 (de) Herstellungsverfahren für eine Druckwandlervorrichtung
DE1504505A1 (de) Verfahren zur Herstellung von optischen Elementen,insbesondere Augenlinsen aus Kunststoffen
EP0425716B1 (de) Ultraschall-Schichtwandler mit astigmatischer Schallkeule
DE2424602A1 (de) Verfahren zur herstellung eines chemisch gehaerteten feuerbestaendigen keramikkoerpers

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal