Пьезоэлемент Советский патент 1979 года по МПК H03H9/18 

(54) ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ

1

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в электромеханических преобразователях, работающих Б условиях больших механических воздействий.

Известны пьезоэлементы, содержащие керамическую пластину с нанесенными на ее поверхность электродами I.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлемент из поляризованной сегнетоэлектрической керамики с тетрагональной структурой, преимущественно для датчиков статического давления, выполенный в виде прямоугольной пластины с металлическими электродами, нанесенными на рабочие грани, причем нормаль к рабочей поверхности совпадает с направлением оси поляризации 2.

Недостатком известных пьезоэлементов является низкая устойчивость пьезомодуля пьезоэлемента к статическому давлению при циклических нагрузках.

Цель изобретения - уменьщение влияния статического давления на величину продольного пьезомодуля пьезоэлемента при циклических нагрузках.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлементе из поляризованной сегнетоэлектрической керамики с тетрагональной структурой, выполненном в виде прямоугольной пластины с металлическими электродами, нанесенными на рабочие грани, угол между осью поляризации и нормалью к рабочей поверхности составляет 60-80°.

На фиг. 1 и 2 изображен предлагаемый пьезоэлемент.

Он содержит прямоугольную пластину 1 из поляризованной сегнетоэлектрической керамики, на рабочих гранях которой нанесены металлические электроды 2 и 3. Заготовка, из которой вырезан пьезоэлемент, поляризована в направлении оси 4. Предельное направление вектора 5 спонтанной поляризации кристаллитов образует с осью поляризации угол а. Пьезоэлемент вырезан так, что нормаль 6 к рабочей поверхности (S 90°) составляет с осью поляризации

угол /3, причем а у5 у , т. е. нормаль к рабочей поверхности находится между предельным направлением спонтанной поляризации кристаллитов и перпендикуляром 7 к оси поляризации ( f 90°). В материалах с тетрагональной структурой a 54 , a составляет 60-80°. Экспериментальные исследования показали, что при одностороннем сжатии пьезоэлемента с усилием 3000 кг/см необратимые изменения пьезомодуля ньезоэлемента составляют 13-16%. Изобретение позволит уменьшить влияние статического давления на величину продольного пьезомодуля пьезоэлемента при циклических нагрузках, что повышает точность измерений в условиях больших механических воздействий. Формула изобретения Пьезоэлемент из поляризованной сегнетоэлектрической керамики с тетрагональ675587ной структурой, преимуш,ественно для .датчиков статического давления, выполненный в виде прямоугольной пластины с металлическими электродами, нанесенными на рабочие грани, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния статического давления на величину продольного пьезомодуля пьезоэлемента при циклических нагрузках, угол между осью поляризации и нормалью к рабочей поверхности составляет 60-80°. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Плужников В. М., Семенов В. С. Пьезокерамические твердые схемы, М., «Энергия, 1971, с. 42-43. 2.Завьялова А. М. и др. Электронная техника, серия 14, Материалы, выпуск 1, 1969, с. 84-93.

-Фиг i