SU555918A1

SU555918A1 - The method of creating electro-acoustic contact

Info

Publication number: SU555918A1
Application number: SU2189565A
Authority: SU
Inventors: Наталья Сергеевна Беляева; Валерий Гаврилович Новиков; Адам Адамович Свицын
Original assignee: Предприятие П/Я А-3759
Priority date: 1975-11-14
Filing date: 1975-11-14
Publication date: 1977-04-30

Description

1one

Изобретение относитс к способам создани электроакустического контакта и может быть применено при изготовлении пьезопреобразователей , используемых при измерени х различных параметров жидких металлов и сжиженных газов при низких и сверхнизких температурах в услови х широкого диапазона вибраций.The invention relates to methods for creating electroacoustic contact and can be applied in the manufacture of piezo transducers used in measuring various parameters of liquid metals and liquefied gases at low and ultra low temperatures under conditions of a wide range of vibrations.

Известны способы создани электроакустического контакта между пьезоэлементом и корпусом склейкой токопровод щим клеем, пайкой сплавами с достаточно низкой точкой плавлени , введением промежуточного сло в виде кремнийорганической жидкости или м гкой тонкой фольги из олова, меди или инди . Электрический контакт поверхности пьезопластины с кабелем достигаетс прижимом к пьезопластине стержн с помощью спиральной или тарельчатой пружины или пайкой м гкого проводника к серебр ной поверхности пьезопластины. Эти способы с успехом примен ютс при изготовлении пьезопреобразователей , предназначенных дл работы в нормальных услови х.Methods are known for creating electroacoustic contact between a piezoelectric element and a body by gluing a conductive adhesive, soldering with alloys with a rather low melting point, introducing an intermediate layer in the form of a silicone fluid or soft thin foil made of tin, copper or indium. The electrical contact of the surface of the piezoplate with the cable is achieved by clamping the piezoplate of the rod using a coil or cup spring or by soldering a soft conductor to the silver surface of the piezoplate. These methods are successfully used in the manufacture of piezoelectric transducers intended for operation under normal conditions.

Дл условий низких и сверхнизких температур известен способ создани электроакустического контакта с помощью тонкого сло токопровод щего кле на основе полиуретанового кле ПУ-2, прочность склейки которогоFor conditions of low and ultralow temperatures, a method of making electro-acoustic contact is known with the help of a thin layer of conductive adhesive based on polyurethane adhesive PU-2, the bonding strength of which

резко снижаетс при температуре свыше 100°С. Кроме того, данный способ не технологичен , так как процесс получени контакта длитс до 10 часов, клей токсичен, жизиеспособность кле всего около часа, в течение которого .мен етс густота с.меси. Невозможность автоматизации процесса склейки делает зависимы.м качество контакта от исполнител , вследствие чего невозможно получить идентичные характеристики пьезопреобразователей .decreases sharply at temperatures above 100 ° C. In addition, this method is not technological, since the process of obtaining contact lasts up to 10 hours, the glue is toxic, the viability of the adhesive is only about an hour, during which the density of the mixture changes. The impossibility of automating the gluing process makes the contact quality dependent on the performer, as a result of which it is impossible to obtain identical characteristics of piezo transducers.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс способ создани твердого акустического контакта, согласно которому между контактирующими поверхност ми (например, металлизированной поверхностью пьезоэлемента и защитной мембраной) ввод т переходный слой из металла (инди ). Способ ие обеспечивает прочного акустического контакта из-за отрыва серебр ного покрыти от пьезокерамического материала при различного рода ударных нагрузках или резких изменени х температуры. Поджи.м пьезоэлемента с помощью пружины при давленииThe closest in technical essence to the proposed method is the creation of a solid acoustic contact, according to which a transition layer of metal (indie) is introduced between the contacting surfaces (for example, the metallized surface of the piezoelectric element and the protective membrane). The method does not provide a strong acoustic contact due to the separation of the silver coating from the piezoceramic material under various types of shock loads or sudden changes in temperature. Fit a piezo element with a spring at pressure

4-6 кг/см введенный дл исключени в дальнейшем возможных расслоений, может только замедлить этот процесс, но не исключить его полностью. Кроме того, поджим увеличивает габариты пьезопреобразовател 4-6 kg / cm, introduced to further eliminate possible stratification, can only slow down this process, but not completely eliminate it. In addition, pressing increases the dimensions of the piezoelectric transducer.

по высоте, что особенно нежелательно при его эксплуатации в услови х вибраций.in height, which is especially undesirable when it is used in conditions of vibrations.

Цель изобретени - увеличение прочности электроакустического контакта в широком диапазоне температур и вибраций. Цель достигаетс Тем, что непол ризованную и без металлических электродов заготовку пьезоэлемента помещают между медными прокладками толщиной 0,5-1,0 мм, которые предварительно протравливают, например, 15%-ым раствором серной кислоты в течение 30-50 с, совмещают с металлическим дном корпуса и помещают весь пакет в вакуумную камеру с разрежением 4,5-10 -5-10 мм рт. ст., нагревают до температуры 800-820°С со скоростью 25-40° в минуту, сжимают давлением 1,5-2,0 кг/мм выдерживают в течение 30- 40 минут, охлаледают в вакууме до температуры 15-35° со скоростью 5-10° в минуту, снимают давление, после чего полученное соединение подвергают пол ризации.The purpose of the invention is to increase the strength of electro-acoustic contact in a wide range of temperatures and vibrations. The goal is achieved by placing a piezo-element blank that is unpolarized and without metal electrodes between copper strips 0.5–1.0 mm thick, which are first etched, for example, with a 15% solution of sulfuric acid for 30–50 s, combined with metal bottom of the case and put the entire package in a vacuum chamber with a vacuum of 4.5-10 -5-10 mm Hg. st., heated to a temperature of 800-820 ° C at a rate of 25-40 ° per minute, compressed with a pressure of 1.5-2.0 kg / mm, incubated for 30-40 minutes, cooled in vacuum to a temperature of 15-35 ° C speed of 5-10 ° per minute, relieve pressure, after which the resulting compound is subjected to polarization.

Глубока диффузи материала пьезокерамики без серебр ного покрыти с металлом обеспечивает получение соединени , ио прочности превыщающего прочность материала цьезокерамики.Deep diffusion of the material of the piezoceramics without the silver coating with the metal provides a connection, and its strength exceeds the strength of the material of the piezoceramics.

Claims

Invention Formula

A method of creating electro-acoustic contact, for example, between the piezoelectric element and the metal bottom of the converter housing by introducing a transition layer of metal between the contacting surfaces, characterized in that, to increase the strength of the electro-acoustic contact in a wide range of temperatures and vibrations, a blank without a metal electrode The piezoelectric element is placed between copper gaskets with a thickness of 0.5-1.0 mm, which are previously etched, for example, with a 15% solution of sulfuric acid. for 30-50 seconds, and aligned with the metal bottom of the case, then the entire bag is placed in a vacuum chamber with a separation of 4.5–10–5–5–10 mm Hg. st., heated to a temperature of 800-820 ° C at a rate of 25-40 ° per minute, compressed with a pressure of 1.5-2.0 kg / mm, kept for 30-40 minutes, cooled in vacuum to a temperature of 15-35 ° C at a speed of 5-10 ° per minute, relieve pressure, after which the compound obtained is subjected to polarization.