Демпфирующая масса для ультразвуковых пьезопреобразователей Советский патент 1991 года по МПК G01N29/22 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для изготовления демпферов ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей, предназначенных для работы при температуре до 500°С в условиях перепада температур.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности использования в условиях перепада температур.

Демпфирующая масса содержит жидкое стекло в качестве связующего, кремне- фторид натрия в качестве ускорителя твердения и пьезокерамический порошок в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 30-40; кремнефторид натрия 3-4; пьезокерамический порошок 56-67.

Демпфирующую массу изготавливают следующим образом.

Смешивают 61,5 г пьезокерамического порошка с 3,5 г кремнефторида натрия, добавляют 35 г жидкого стекла и перемешивают до получения однородной массы. Полученную смесь заливают в форму, смазанную предварительно керосином и в течение 2 ч подвергают вибрации на вибростенде или в центрифуге, в результате чего тяжелые частицы наполнителя сосредотачиваются в той области демпфера, которая предназначена для соединения с пьезоэлементом. После 24 ч сушки при 18- 20°С демпфер извлекают из формы и сушат на воздухе в течение 15 сут при 18-22°С. После этого демпфер помещают в термостат, со скоростью 20°С в час повышают температуру до 100-110°С и сушат в течение 8-10 ч.

О xj xj

Выбор компонентов демпфирующей .массы и их содержания обусловлен следующим.

Выбор в качестве связующего жидкого стекла обеспечивает значительное повышение стойкости демпфера к колебаниям температуры окружающей среды. При выборе содержания жидкого стекла в демпфирующей массе ниже 30 мас.% композиция получается густой и в демпферах появляются газовые включения, а содержание жидкого стекла больше 40 мас.% увеличивает длительность сушки демпфирующей массы.

Использование в демпфирующей массе ускорителя.твердения обеспечивает высокую прочность демпфера. При отсутствии кремнефторида натрия процесс твердения происходит только в поверхностном слое демпфирующей массы за счет высыхания его и взаимодействия силиката натрия с углекислотой воздуха. При введении в демпфирующую массу кремнефторида натрия выделяется гель, который цементирует частицы наполнителя.

При введении кремнефторида натрия в количестве меньшем 3 мас.% начало отвердевания удлиняется, а прочность демпфера уменьшается.

При введении кремнефторида больше 4 мас.% происходит быстрое твердение демпфирующей массы и газовые включения, попавшие в нее при замесе, не успевают выйти.

Выбор пьезокерамического порошка в качестве наполнителя и его содержания позволяет получить демпфер, который по величине характеристического импеданса хорошо согласуется с выбранным пьезоэле- ментом, так как после сушки демпфирующей массы ее характеристический импеданс равен импедансу наполнителя.

По термическому коэффициенту линейного расширения композиции на основе

жидкого стекла в качестве связующего и пьезокерамического порошка в качестве наполнителя хорошо согласуются с пьезоэлек- триками ЦТС-19, ЦТС-23, ЦТС-21 и ЦТС-26, что обеспечивает их прочность в условиях

перепада температур, а также прочность соединения демпфера с пьезоэлементом, которое осуществляют путем склейки тем же композитным материалом, из которого изготовлен демпфер.

Модуль жидкого стекла, характеризующий содержание кремнезема по отношению к окиси натрия, должен быть в пределах 2,4 - 3,1, а содержание кремнефторида натрия в техническом продукте должно быть

не менее 90%.

Таким образом, демпфирирующая масса для ультразвуковых пьезопреобразовате- лей обладает более широкой областью применения.

Формула изобретения Демпфирующая масса для ультразвуковых пьезопреобразователей, включающая связующее и пьезокерамический

порошок в качестве наполнителя, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения возможности использования в условиях перепада температур, она дополнительно содержит кремнефторид натрия в качестве ускорителя твердения, а в качестве связующего - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 30-40; кремнефторид натрия 3-4;

пьезокерамический порошок 56-67.

Изобретение касается неразрушающего контроля. Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности использования в условиях перепада температур. Использование в демпфирующей массе в качестве связующего жидкого стекла, в качестве наполнителя пьезокерамического порошка, а в качестве ускорителя твердения кремне- фторида натрия обеспечивает хорошее согласование демпфера с материалом пьезоэлемента по термическому коэффициенту линейного расширения и вследствие этого высокую прочность самого демпфера и его соединения с пьезоэлементом в условиях температур до 500°С при их перепадах.