Способ поляризации пьезоэлементов на сегнетокерамики Советский патент 1980 года по МПК H01L41/22 

перехода в неполярную кубическую фазу. Это значительно уменьшает время старения, однако после температурной; обработки наблюдается существенное ние пьезоактивности элементов Гз. Однако стадия естественного или искусственного старения является обязательной в технологическом процессе дан ного способа производства пьезокерамики что, с одной стороны, усложняет процесс с другой - не обеспечивает, тем не мен достаточной стабильности параметров пь зоэлементоа во времени, Целью изобретения является повышен стабильности основных параметров пьезоэлементов во времени и сокращение технологического iipouecca их производства. Поставленная цель достигается тем, что в способе поляризащш пьезоэлементов из сегнетокерамитш путем воздействия на них постоянного электрического напряжения и температуры, на пьезоэлементы при нормальной температуре пода максимальное электрическое напряжение, не превышшошее пробивное, затем охлаж дают путем .помещения в криогенную жид кость, повышают напряжение до максимальной величины, не превышающей пробивного в этих условиях, и.поляризуют до претфащения протек ания через пьезо. элементы тока переполяризации. Способ поляризации пьезоэлементов из сегнетокерамики осуществляется следующим образом, На пьезоэлемент, установленный во фторопластовый держатель, подают максимально возможное для окружающего воздуха и конкретной формы пьезоэлемента электрическое напряясение, не пре вышающее пробивное, после чего охлаждают, помещая его в криогенную жидкость, например жидкий азот. По прекращению кошения 7фиогенной жидкости, омывающей пьезоэлемент, что означает уравнивание температур пьезоэлемента и криогенной жидкости, поляризующее напряжение опять повыщают до максимальной величины, не превышающей пробивное напряжение для криогенной жидкости и конкретной формы пьезоэлемен- та. Длительность процесса поляризации в криогенной жидкости устанавливается по величине тока перепол5физаций, проте кающего через пьезоэлемент. Уменьшение величины тока до нуля означает завершение процесса поляризации, дл$шег ся от t до 5-6 мин длй известных промышленных составов пьезокерамики. Далее электрическое напряжение с пьезоэлемента снимается, он извлекается из криогенной жидкости и нагревается до нормальной температуры. Повышение стабильности параметров пьезоэлементов достигается за счет того, что в процессе поляризации по предлагаемому способу не принимают участия 90-градусные домены с более высокими зсоэрцитивными силами, которые при поляризации известными способами несут ответственность за нестабильность параметров во времени. После поляризации пьезоэлементы не охлаждаются, а нагреваются до нормальной температуры. Это вызывает образование минимальных остаточных механических напряжений по сравнению с горячими способами поляризации, что позволяет сразу после поляризации получить параметры пьезоэлементов такие же, какие были получены лишь через год естественного старения пьезоэлементов, поляризованных при повышенной температуре.- Упрощение технологии происходит за счет исключения операции естественного старения (7 сут после поляризации), или искусственного старения путем прогрева до 150-200°С В течение 2 ч. Применение предлагаемого способа поляризации пьезоэлементов из сегнетокерамшш позволяет существенно Повысить стабильность основных параметров материала во времени. Как показывают полученные при проверке эффективности способа поляризации данные, сразу после поляризации по предлагаемому способу параметры пьезокерамики имеют значения такие же, как после года естественного старения при поляризации по известному .способу. Способ может быть использован при производстве пьезокерамических преобразователей различного назначения, особенно в случае предъявления к ним высоких требований по временной стабильности параметров. Формула изобретения Способ поляризации пьезоэлементов нз сегнетокерамшш путем воздействия на них постоянного электрического напряже- ния и температуры, отличают и йс-я тем, что, с целью повышения стабильности основных параметров пьезоэлементов во времени и сокращения технологииеского процесса их производства, на 5 78823 пьезоэлементы при нормальной температуре подают максимальное электрическое напряжение ; не превышающее пробивное, затем охлаждают путем помещения в криогенную жидкость, повышают напряже-s ние до максимальной величины, не превышаюшей пробивного в этих условиях, и поляризуют до прекращения протекания через пьезоэлементы тока переполяризации. 16 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР 556686, кл. Н О1 U 41/22, 1977. Глозман И. А. Пъеэокерамика. М., Энергия ,. 1967, с. 74-87. 3. Поляризация ПЬеэокерамики. Под РеД- Фесенко Е. Г., издательство Ростовского Госуниверситета, 1968, с. 74 (прототип).