PL64510B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.1.1972 64510 KI. 21 a 4,74 MKP H 01 v, 7/02 Wspóltwórcy wynalazku: Adolf Bauer, Wolfgang Fischer, Hans-Jurgen Gesemann, Lutz Lampe, Wolfgang Schvecken- bach Wlasciciel patentu: VEB Keramische Werke Hermsdorf, Hermsdorf/Thiir (Niemiecka Republika Demokratyczna) Sposób wytwarzania elementów ceramicznych z polikrystalicznego materialu spiekanego Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia elementów ceramicznych z polikrystalicznego materialu spiekanego, wykazujacego w stanie po¬ laryzowanym piezoelektryczne wlasciwosci.Znane sa sposoby wytwarzania elementów ce¬ ramicznych, które stosowane sa w formie filtrów lufo wkladek okreslajacych czestotliwosc prze¬ ksztalcenia fal elektromechanicznych przy przeka¬ zywaniu i odbiorze glosu lub w formie oscylato¬ rów drgan poprzecznych. Znane sa równiez kraz¬ ki lub plyty z tytanianu baru, olowiowo-cyrkono- wego zwiazku tytanu lub podobne, które zaopa¬ trzone sa po uformowaniu w okladziny przewo¬ dzace prad elektryczny i które wtopione sa w krazki lub plyty przy temperaturze okolo 800°C.W celu osiagniecia efektu piezoelektrycznego cia¬ la te poddawane sa procesowi polaryzacji za po¬ moca pola wyrównawczego.Znane sposoby wytwarzania elementów cera¬ micznych z materialów spiekanych ze wzgledu na niejednolity przebieg wytwarzania lub naklada¬ nia okladzin przewodzacych, otrzymuja niejedno¬ lita strukture materialu lub okladziny. Charakte¬ rystycznym dla wszystkich znanych odmian jest to, ze pojedynczy element moze byc poddawany indywidualnym badaniom po ostatecznym wyko¬ naniu i jego przydatnosc zastosowania moze byc stwierdzona dopiero na elemencie kontaktujacym i polaryzowanym.C 1 m wynalazku jest obnizenie kosztów i na- 10 15 20 25 30 kladów pracy przy wytwarzaniu elementów cera¬ micznych z materialów spiekanych. Aby osiagnac ten cel, postanowiono, zgodnie z wynalazkiem, (wy¬ konywac elementy w sposób taki aby proces po¬ laryzacji dokonywany byl w sposób uproszczony, a przebieg technologiczny byl ustawiony, w spo¬ sób taki, ze nieprzydatne elementy wyeliminowa¬ ne bylyby z dalszego cyklu juz we wczesnym sta¬ dium produkcji.Zgodnie z wynalazkiem blok polikrysztalów ma¬ terialu spiekanego o dowolnym przekroju, w celu polaryzacji, zaopatrzony jest w elektrody, polary¬ zowany a nastepnie badany. Blok pojedynczy lub W wiekszej ilosci pokrywamy jest powloka ochron¬ na, po czym zostaje on ulozony ila plycie i po¬ dzielony w sposób mechaniczny, na przyklad za pomoca tarczy tnacej.Przed ulozeniem na plycie elementy poddawa¬ ne sa kapieli w celu oczyszczenia ich plaskich kon¬ taktowych powierzchni. W celu intensyfikacji po¬ wierzchni kontaktowych kapiel winna byc spo¬ rzadzona z azotanu srebra z dodatkiem kwasu or¬ ganicznego, na przyklad kwasu winowego, które¬ go temperatura winna byc w granicach 70 do 90°C.Przy skomplikowanych przekrojach elementów na przyklad przy profilach uksztaltowanych w for¬ mie litery H lub podwójne H, przed nalozeniem powloki zabezpieczajacej, nadaje sie elementom wlasciwy profiL Profilowanie elementów moze byc 64 5103 dokonywane równiez za pomoca tarczy szlifier¬ skiej.Sposób ten okazal sie niezwykle prosty w za¬ stosowaniu i odznacza sie tym, ze nadaje sie do obróbki kazdego, dowolnego przekroju. Ekono¬ miczne zalety tego sposobu wynikaja równiez z mozliwosci ustalania przydatnosci elementu w po¬ czatkowym stadium wytwarzania, przy czym do¬ datkowa zaleta tego sposobu jest mozliwosc jed¬ noczesnego stosowania kapieli posrebrzajacej dla wiekszej ilosci elementów. , Przedmiot wynalazku ¦ zostanie wyjasniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat wytwarzania elementów profilowych o ksztalcie litery H, fig. 2 — schemat równobocz¬ nych oscylatorów drgan poprzecznych, a fig. 3 — przedstawia schemat elektromechanicznych prze¬ tworników sztabkowych.Przyklad I. Sporzadzanie piezoelektrycznych filtrów profilowych o ksztalcie litery H. Ze zna¬ nego materialu ceramicznego sporzadza sie blok 1 o wymiarach 24 X13 X 13 mm, który po spieka¬ niu zaopatrywany jest w 2 elektrody — (fig. 1).Polaryzacja bloku nastepuje w kierunku strzalki przy doprowadzeniu do bloku ogrzanego do tem¬ peratury + 140°C napiecia polaryzacyjnego oko¬ lo 2 kV/mm. Czas trwania polaryzacji zalezny jest od doboru materialu wsadowego i waha sie od 5 do 20 minut. Polaryzowane bloki podlegaja badaniu pod wzgledem przydatnosci zgodnie ze wskaznikami technicznymi i obowiazujacymi nor¬ mami, przy czym bloki nie odpowiadajace wy¬ maganiom sa z dalszej obróbki wylaczane. Blok, który zostaje uznany za przydatny do dalszej obróbki dzielony jest na pasy wzdluzne 3, któ¬ rym za pomoca tarczy szlifierskiej nadaje sie pro¬ fil o ksztalcie litery H 4.Na wyprofilowane w ten sposób bloki nanoszona jest otulina z piceiriy, po czym okreslona ilosc wyprofilowanych bloków przymocowuje sie za po¬ moca kitu do plyty ze sztucznego tworzywa, na przyklad z warstwowego materialu nadajacego sie do lakierowania lub polerowania, sprasowanego i nasyconego zywicami fenolowymi lub krezolowy¬ mi. Jako material moze byc stosowana piceina lub zywica epoksydowa. Do przecinania bloków na poszczególne elementy filtracyjne 5, o profilu w ksztalcie litery H i grubosci okolo 0,4 mm sto¬ suje sie diamentowa tarcze tnaca. Elementy fil¬ tracyjne 5 polaczone z plyta ze sztucznego two¬ rzywa, zanurzone sa do kapieli posrebrzajacej, pod¬ grzanej do temperatury 70 do 90^C, w celu wy¬ tworzenia styku na dzialowych powierzchniach po¬ szczególnych elementów filtracyjnych. Korzystne równiez jest zastosowanie kapieli sporzadzonej z azotanu srebra i kwasu winowego o wartosci pH miedzy 7 i 8.Po posrebrzeniu elementy filtracyjne podlegaja czyszczeniu za pomoca srodków chemicznych na przyklad czterochlorku wegla, w celu nadania tym elementom wlasciwosci przewodzenia. Elementy filtracyjne bedace w stanie gotowym poddaje sie polaryzowaniu i pomiarom.Przyklad II. Wytwarzanie równobocznych oscylatorów drgan poprzecznych odbywa sie przy zastosowaniu znanego ceramicznego materialu, z 510 4 którego sporzadza sie blok 1 o wymiarach 10 X 10 X 60 mm i który po spieczeniu zaopatrzo¬ ny jest w elektrody 2 fig. 2.Polaryzacja nastepuje w kierunku strzalki, przy 5 czym napiecie polaryzacyjne i pozostale warunki polaryzacyjne odpowiadaja danym w przykla¬ dzie I.Polaryzowane bloki podlegaja podobnie jak w przykladzie I badaniom i gdy odpowiadaja wy- 10 maganiom technicznym to zostaja po otuleniu pi¬ ceina przymocowane razem z innymi otulonymi blokami i przykitowane do plyty ze sztucznego tworzywa.W ten sposób przygotowane bloki, za pomoca 15 tarczy tnacej dzielone sa na elementy filtracyjne 5, o wymaganej grubosci. Dalsza obróbka elemen¬ tów filtracyjnych a wiec posrebrzanie za pomoca kapieli, czyszczenie plaszczyzn sposobem mecha¬ nicznym lub za pomoca srodków chemicznych, 20 usuwanie powloki ochronnej i odlaczanie elemen¬ tów filtracyjnych od plyty ze sztucznego tworzy¬ wa, odbywa sie w sposób omówiony w przykla¬ dzie I.Wytwarzanie oscylatorów drgan poprzecznych 25 zgodnie z wynalazkiem odbywa sie w sposób pro¬ sty, poniewaz kierunek polaryzacji przebiega rów¬ nolegle do przechodzacych okladzin elementów filtracyjnych. Stosunek dlugosci do srednicy blo¬ ku moze byc przy wytwarzaniu oscylatorów drgan 30 poprzecznych znacznie wiekszy, poniewaz blok w odróznieniu od elementów filtracyjnych nie jest polaryzowany w kierunku podluznym.Przyklad III. Wytwarzanie elektromechanicz¬ nych przetworników sztabkowych odbywa sie przy zastosowaniu znanego materialu ceramicznego z którego wytwarza sie plytki 6, o wymiarach 22X22X4 mm, które podlegaja spiekaniu i na przeciwleglych sciankach czolowych o wymiarach 22 X 4 zaopatrzone zostaja w elektrody 2. Polary- 40 zacja plytki nastepuje w kierunku strzalki przy doprowadzeniu do bloku ogrzanego do tempera¬ tury -|-140oC napiecia polaryzacyjnego ok. 2kV/mm.Polaryzowana plytka podlega badaniu i jesli od¬ powiada wymaganiom technicznym to zostaje oszli- 48 fowana do przewidzianego wymiaru. Oszlifowana plytke powleka sde piceina i razem z 4-ma innymi przygotowanymi w ten sposób plytkami podobnie jak w przykladzie I liib II laczy sie za pomoca kitu w jeden blok. Blok taki umocowuje sie do 50 plyty ze sztucznego tworzywa 7 za pomoca kitu, po czym za pomoca tarczy tnacej dzieli sie go na sztaibki przetwornikowe 8 o grubosci ok. 0,2 mm.Dalsza obróbka przetwornika sztabkowego utwo¬ rzonego z pieciu ulozonych jeden nad drugim ele- 55 mentem oraz plyty ze sztucznego tworzywa na¬ stepuje w sposób podobny do omówionego w przy¬ kladzie I. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 60 1. Sposób wytwarzania elementów ceramicznych z polikrystalicznego materialu spiekanego, który w stanie polaryzowanym wykazuje piezoelektrycz¬ ne wlasciwosci, znamienny tym, ze blok polikry¬ stalicznego spiekanego materialu o dowolnym 65 przekroju zaopatruje sie w elektrody, polaryzuje64 5 a nastepnie poddaje sie badaniu, przy czym blok taki zaopatruje sie w powloke ochronna pojedyn¬ czo lub razem z innymi blokami umieszczonymi na przygotowanej do tego celu podstawie a na¬ stepnie rozdziela sie go w sposób mechaniczny lub elektryczny na poszczególne elementy, które razem; z podstawa poddaje sie kapieli co powoduje utworzenie kontaktów na plaszczyznach podzialo¬ wych i usuniecie powloki ochronnej z tych ele¬ mentów oraz oddzielenie ich od (podstawy.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podzialu bloków na elementy plaskie dokonuje sie za pomoca tarczy tnacej.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do utworzenia kontaktów na powierzchniach po¬ dzialowych elementów ceramicznych stosuje sie posrebrzanie, przy czym kapiel srebrna sporzadzo¬ na z azotanu srebra i organicznego kwasu, na 510 6 przyklad winowego, podgrzewana jest do tempe¬ ratury 70 do 90°C.

4. Sposób wedlug zastrz. I, znamienny tym, ze wstepnie obrobiony blok materialowy przy skom- 5 plikowanym przekroju, na przyklad o ksztalcie litery H lub podwójnej litery H, otrzymuje osta¬ teczny profil przed nalozeniem powloki ochronnej.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze nadawanie profilu elementom dokonuje sie za po¬ lo moca tarczy szlifierskiej.

6. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze w formie powloki ochronnej stosuje sie piceine.

7. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze do obróbki i zaopatrzenia w powloke ochron- 15 na bloków z materialu spiekanego stosuje sie pod¬ stawe wykonana ze sztucznego tworzywa, w for¬ mie plyty, do której za pomoca kitu przymocowu¬ je sie uprzednio obrobione bloki.KI. 27 a4, 74 64 510 MKP H 01 v, 7/02 FigZ /frt Fig.3 ZF „Ruch" W-wa, z. 1397-71 naklad 240 egz. PL PL