Способ изготовления пъезокерами-чЕСКиХ элЕМЕНТОВ Советский патент 1981 года по МПК C04B35/00 C04B35/491 

Изобретение относится к производству керамических пьезоэлементов из материалов на основе кислородсодержащих сегнетоэлектриков, применяемых в радиотехнике, электронике, гидроакустике. Известен способ изготовления пьез керамических элементов, включающий формование, обжиг, механическую обработку, металлизацию и поляризацию, после чего производят измерение характеристик и выбор годных изделий с заданными свойствами . Недостатками этого способа являются неоднородность заготовок и разброс параметров готовых пьезоэлементов .. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления пьезокерамических элементов, в котором после механической обработки заготов ки пьезоэлементов облучают инфракрас ным излучением, сортируют по величин линейного коэффициента поглощения на группы, проводят металлизацию и поля ризацию, причем поляризацию каждой группы заготовок проводят напряжение выбранным в соответствии с этим , коэффициентом 51. Однако неоднородность исходного синтезированного материала, неидентичность условий при формообразовании и обжиге обуславливают разброс свойств готовых пьезоэлементов. Существующий способ позволяет лишь частично компенсировать за счет выбора поля поляризации разброс в свойствах пьезокерамкческих заготовок. Уменьшение разброса свойств для пьезокерамических элементов-резонаторов фильтровой техники при выборе поля поляризации происходит по параметру резонансного промежутка. В готовых пьезоэлементах повышается выход годных по параметру резонансного промежутка, но сохраняются значительные разбросы по другим параметрам, например по величинам сопротивления, дЬбротности, емкости, резонансной частоте резонаторов. Цель изобретения - уменьшение разброса параметров пьезоэлементов. по емкости и резонансной частоте. Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления цьезокерамических элементов лутем механической обработки заготовок и сортировки инфракрасным излучением по величине пропускания на группы, металлизации и поляризации, пос ле сортировки заготовок на группы проводят дополнительную механическую обработку каждой группы заготовок до размеров, определяемых по экспериментальной зависимости емкости и резонансной частоты от величины пропускания, при этом сортировку заготовок ИК-излучением-на группы и механи ческую обработку каждой группы заготовок повторяют двукратно, а для сортировйги используют ИК-излученйе в диапазоне края полосы поглощения пьезолерамических элементов,

По известному способу при изготовлении пьеэоэлементов в соответствии с коэффициентом поглощения инфракрасного излучения выбирают только напряжение поляризации каждой группы заготовок,, обеспечивающее уменьше ние разброса по резонансному промежутку, по предлагаемому способу в соответствии с коэффициентом поглощения ИК-излучения диапазона края полосы поглощения проводят также и механическую обработку пьезоэлементов до размеров, обеспечивающих уменьшение разброса по величине емкости ,, По известному способу ИК просвечивание проводится при регистрации широкого спектра ИК-излучения, по предлагаемому способу регистрируется узкий диапазон излучения, лежащий по краю линии поглощения.

Заготовки пьезоэлементов для фильтров, в которых используются радиальные моды колебанийj шлифуют до определенной толщины, сортируют по величине ИК пропускания на группы, каждую группу пьезоэлемейтов дошлифовывают до толщины, обеспечивающей заданную емкость и определенной в соответствии с величиной пропускания диапазона края поласы поглощения. Заготовки метс1ллизируют и пол.яризуют напряжением, выбранным в соответствии с величиной пропускания, затем группы заготовок дохшшфовывают по диаметру до iразмеров, опредёлейных в соответствии с величиной пропускания и обеспечивающих заданную .резонансную частоту.

На фиг, 1-3 представлены графики, иллюстрирующие предлагаемый способ

Кривые на фиг, 1 представляют собой экспериментально определенные связки емкости С (пф) резонаторов из материсша ЦТС-22, резонансной частоты резонаторов г(кГц) .и резонанс. ного. промежутка if (кГц) резонаторов с величиной пропускания Т ИК-излучения неметаллизированными заготовками резонаторов толщиной 0, мм и диаметром 5, мм.

Указанные заготовки после металлизации поляризовались напряжением, выбранным в соответствии с величиной пропускания, поэтому величина

.резонансного промежутка заготовок практически одинакова для всех групп. Сравнительные результаты изготов//ения пьезоэлементов по известному и предлагаемому способгии приведены на фиг, 2 и 3.

На фиг. 2 приведены кривые распределения по величине емкости пьезоэлементов двух партий, изготовлен ых по известному способу (кривая 1) и предлагаемому способу (кривая. 2) , На фиг. 3 приведены кривые распределения по величине резонансной частоты пьезоэлементов двух партий, изготовленных по известному (кривая 1) и предлагаемому, (кривая 2) способам.

5 Кривые распределения повеличине емкости и резонансной частоты резонаторов, изготовленных по известному способу (кривые I). характеризуются в 2-3 раза большим разбросом,

0 чем кривые распределения по величине емкости и резонансной частоты резонаторов, изготовленйвк по предлагаемому способу (кривые 2).

5 Пример, Изготовление резонаторов толщинных колебаний по предлагаемому способу.

Заготовки пьезоэлементов для фильтQ ров ФП1П-049, в которых используются толщинные колебания, шлифуют др толщины 0,6 мм, металлизируют (пЪкрыва ют никелем), поляризуют, дошлифовывают до толщины 0, мм, сортируют по величине ИК пропускания диапазона края полосы поглощения на группы Каждую группупьезоэлементов дошлифов{лвают до толщины, обеспечивающей.заданную частоту в соответствии с величиной пропускания, 0 затем на них напыляют рабочие электроды определенной конфигурации.

Формула изобретения

X, Способ изготовления пьезокерамических элементов путем механической обработки заготовок, сортировки инфракрасным излучением на группы по

величине пропускания, металлизации и поляризаций, отличающи ;йс я тем, что, с целью уменьшения разброса параметров пьезоэлементов rto емкости и резонансной частоте,

после сортировки заготовок на групы осуществляют дополнительную механическую обрабо- ку каждой группы заготовок до размеров, определяемых по экспериментальной зависимости емкости и резонансной частоты от величины пропускания.

2,Способ изготовления пьезокеамических. элементов по п, 1, о т личающийся тем, что сортировку заготовок инфракрасным излучением на группы и механическую

обработку каждой группы заготовок повторяют двукратно.

3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ичаюиийся тем, что используют инфракрасное излучение в диапазоне края полосы поглощения пьезокергти- ческих элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глозман И.А. Пьезокерамика Н., Энергия , 1972, с 159-179.

2.Авторское свидетельство СССР 5 J 475052, кл. С 04 В 35/00, 1973.

AJ,

г ЙГ14 ят

ц

1Л

Ш

420

го

. Т,отя.е9

39W

Я

60

Фы.Г

Д/У

f

А

т

т м

Фия.2

м

и

ttiO

ifOO

ttBQ

90

Pw«.J