<< Предыдушая Следующая >>

Технология изготовления пьезоэлектрического преобразователя

Пьезокерамические преобразователи в зависимости от назначения выполняются в различных конструктивных вариантах. В то же время можно выделить типовые технологические процессы, применяемые при изготовлении большинства конструктивных разновидностей пьезокерамических преобразователей. К ним следует отнести:

• пайку электрических выводов к пьезокерамическим элементам и блокам;

• склеивание пьезокерамических элементов и блоков;

• герметизация преобразователей;

• проверка параметров преобразователей, контроль герметичности и испытание гидростатическим давлением преобразователей.









4.5.1 Пайка пьезокерамического элемента



Пайка производиться для обеспечения электрического соединения посеребренной поверхности пьезокерамического элемента с электрическим выводом – проводам из латунного, бронзового, медного или серебряного проката. Все припаиваемые к пьезоэлементу выводы покрываются серебром гальваническим способом.

Так как для изготовления преобразователя, используемого при изготовлении проектируемого датчика, применяется пьезокерамика ЦТС-19П, поэтому исходя из технологических соображений, данную пьезокерамику необходимо паять низкотемпературным припоем с температурой плавления 91?. Поэтому в качестве припоя необходимо выбрать ПОС-61. Припой состоит из 40,2% свинца, 8,4% кадмия и 2% серебра (по весу).

Пайку и лужение пьезокерамического элемента и электрических выводов следует выполнять только с применением канифольно-спиртового флюса КСФ ( олова, этилового спирта). При производстве работ по лужению и пайке электрических выводов к пьезокерамике необходимо пользоваться паяльниками с автоматически регулируемой температурой жала.

Технологический процесс пайки пьезокерамического элемента включает в себя следующие операции:

• подготовка электрических выводов:

• подготовка поверхности пьезоэлемента;

• лужение посеребренной поверхности пьезоэлемента;

• пайка пьезоэлемента с электрическими выводами;

• контроль качества пайки;

Подготовка электрических выводов перед припаиванием их к пьезоэлементу заключается в облуживании спаиваемой поверхности лепестков при зачистке изоляции, скрутке и облуживании концов проводов.
Обслуживание необходимо вести припоем ПОС-91.

При подготовке пьезоэлементов необходимо снять слой консервирующего флюса с посеребренных поверхностей марлевым тампоном, смоченным в спирте. Посеребренная поверхность пьезокерамики должна быть неокисленной (без потемнения серебра). Если посеребренная поверхность имеет потемнения, то необходимо ее зачистить в месте пайки легким карцеванием латунными щетками. После пайки место пайки тщательно обезжиривают спиртом. Лужение мест пайки на посеребренной поверхности пьезоэлементов производиться специальными припоями с помощью паяльника с применением флюса КСФ. Для припоя ПОС-91 температура жала паяльника должна находиться в пределах . Лужение должно продолжаться не более 3с.

Пайку пьезоэлемента с электрическим выводом необходимо производить сразу после лужения, причем температура жала паяльника поддерживается такой, как и при лужении. После окончания пайки место спая тщательно очищается от остатков флюса марлевым тампоном, смоченным спиртом.

После пайки необходимо производить контроль места пайки. При осмотре места спая должны быть сплошными, без трещин, пузырей, вздутий и иметь чистую металлическую поверхность.



4.5.2 Склеивание пьезокерамического элемента

Следующим этапом сборки резонаторов является клеевое соединение пьезоэлемента с другими элементами конструкции — протектором и демпфером.

Типовые технологии склеивания металлических и неметаллических материалов регламентируются ОСТ5.9131-81. Для уменьшения толщины клеевого соединения, улучшения их растекания и устранения воздушных пузырей при использовании эпоксидных клеев допускается их нанесение на предварительно нагретые до 40—50 °С поверхности. ОСТ оговаривает способы подготовки к склеиванию поверхностей изделий из различных материалов, а также технологию приготовления клеев. Из эпоксидных клеев, используемых при сборке пьезопреобразователей, наибольшее распространение получили клеи на основе эпоксидной смолы, а также некоторые термостойкие клеи.

Применение некоторых технологических приемов позволяет уменьшить многие недостатки. В числе таких приемов могут быть названы предварительная сушка эпоксидной смолы при температуре 120—150°С до прекращения вспенивания и выделения газовых пузырей с последующим ее охлаждением; использование в качестве отвердителя полиэтиленполиамина, а также введение растворителя (ацетона).
Добавление ацетона не только уменьшает в 2—3 раза вязкость компаунда, но и увеличивает его жизнеспособность до 24 ч при хранении компаунда в плотно закрытой емкости. При соблюдении обычной технологии склеивания, но с обязательной предварительной выдержкой (10—15 с) на воздухе поверхности с нанесенным клеем для свободного улетучивания разбавителя снижения прочности клеевых соединений не наблюдается при введении разбавителя до 30 % по отношению к смоле.

При склейке детали необходимо уложить в приспособление, обеспечивающее давление в склеиваемом шве (5—8) 104 Па и толщину клеевого шва 80—120 мкм. Отверждение клеевого шва происходит при температуре 20±5°С в течение 48 ч.

Склеивание резонатора обязательно производится в специальном приспособлении, обеспечивающем необходимое прижимное усилие. Конструкция приспособления должна отвечать особенностям конструктивного исполнения демпфера.

Для получения волнового акустического сопротивления демпфера его состав должен быть следующим:

– эпоксидная смола – 25 – 27 весовых частей,

– полиэтиленполиамин – 0,9- 0,6 весовых частей,

– порошок вольфрама – 70 – 72 весовых чеастей,

– глицерин – 30% от веса эпоксидной смолы.

В разогретую до 60 – 70 0С эпоксидную смолу необходимо ввести отвердитель и тщательно перемешать смесь. Затем в смесь необходимо добавить вольфрам и залить смесь в заранее подготовленные формы и дать ей затвердеть.

К излучающей стороне пьезопластины приклеивают четвертьволновой согласующий слой из материала, акустическое сопротивление которого равно[8]:

, где

, -соответственно акустические сопротивления пьезопластины и среды. Наиболее подходящим материалом является кварцевое стекло. Толщина слоя, равная ? длинны волны, расширяет АЧХ преобразователя, появляются 2 максимума, расположенные на равном расстоянии от антирезонансной частоты, а также сглаживает ФЧХ преобразователя.
<< Предыдушая Следующая >>
= Перейти к содержанию учебника =
Информация, релевантная "Технология изготовления пьезоэлектрического преобразователя"
  1. Требования к конструкции ультразвукового датчика
    Согласно анализу технического задания датчик предназначен для генерирования ультразвуковых колебаний и приема отраженных от исследуемых объектов эхосигналов. Генерация ультразвуковых колебаний и приема эхосигналов в датчике будет осуществляться электроакустическим преобразователем. Благодаря своим достоинствам (большая эффективность, возможность изготовления элементов любой формы и возбуждения
  2. Расчет основных параметров пьезоэлектрического преобразователя
    Исходные данные для расчетов Для расчета основных параметров пьезоэлектрического преобразователя приведем основные параметры пьезокерамики ЦТС-19: - скорость звука - 3120 м/с; - добротность Qк - 50; - толщинный коэффициент электромеханической связи Kt - 0,54; - пьезомодуль d33 - 100?1012 Кл/Н; - упругий модуль Н/м2; - диэлектрическая проницаемость 1060; -
  3. Выбор материала для пьезоэлектрического преобразователя
    Так как для данного прибора выбран пьезокерамический преобразователь, то необходимо выбрать материал пьезопластины. Выбор пьзоматериала в прямых преобразователях зависит от решаемых ультразвуковых задач, поэтому наряду с обычным требованием (максимальность квадрата коэффициента электромеханической связи) необходимо учесть то, что в качестве акустической нагрузки выступает среда с малым
  4. Станкевич К.И., Бей Т.В, Пестова А.Г. и др.. Гигиена применения полимеров, 1970

  5. Описание работы прибора на основании электрической принципиальной схемы
    Схема электрическая функциональная приведена в приложении 2. Для формирования прямоугольных импульсов частотой 4 МГц используем генератор типа К555ЛА3 на логических элементах DD1.1 и DD1.2 с кварцевой стабилизацией. Резистор R1 переводит элементы в активный режим. Для подстройки частоты резонанса используется переменный конденсатор С1. На выходе генератора получаем сигнал U1 (рис. 8).
  6. Описание конструкции ультразвукового датчика
    Конструкция ультразвукового датчика приведена в приложении. В корпус преобразователя (1) помещается акустический резонатор, состоящий из пьезопластины, согласующих слоев и демпфера. Акустический резонатор прикрепляется в корпус преобразователя с помощью клея марки ПЭФ-2/10, склеивание происходит при комнатной температуре и давлении при склейке 10-20 кГ/см?. Корпус преобразователя удерживается с
  7. Ангиографическая аппаратура
    Ангиографические установки, используемые в инвазивной кардиологии, состоят из нескольких основных компонентов: рентгеновской трубки, генератора, электронно-оптического преобразователя (усилителя изображения), оптической системы распределения светового потока, систем записи и воспроизведения изображения (рис. 1.1). Совершенствование ангиографической аппаратуры, обусловленное бурным развитием
  8. Сущность акмеологических технологий личностного и профессионального развития
    План 1. Место технологии в системе науки и практики. 2. Феномен "технология". 3. Феноменология "психотехнологии". 4. Сущность акмеологических технологий. 5. Акметектоника. Ключевые слова: технология, психотехнология, акмеологические технологии, акметектоника. – технология – способ, вид, момент человеческой деятельности. – психотехнология – целенаправленная и упорядоченная
  9. Сущность акмеологических технологий личностного и профессионального развития
    План 1. Место технологии в системе науки и практики. 2. Феномен "технология". 3. Феноменология "психотехнологии". 4. Сущность акмеологических технологий. 5. Акметектоника. Ключевые слова: технология, психотехнология, акмеологические технологии, акметектоника. — технология — способ, вид, момент человеческой деятельности. — психотехнология — целенаправленная и упорядоченная
  10. Производство активно-матричных жидкокристаллических и автоэмиссионных экранов (АМ ЖКЭ).
    Жидкокристаллический экран с активной матрицей (АМ ЖКЭ) представляет собой матрицу ЖК ячеек, каждая из которых управляется активным элементом и модулирует проходящий световой поток. Наиболее сложными конструктивными частями АМ ЖКЭ являются матрица активных элементов, состоящая из тонкопленочных транзисторов (ТПТ), а также верхнее стекло с матрицей цветных фильтров (ЦФ). Изготовление матрицы
  11. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУКОПЧЕНЫХ КОЛБАС
    К этому виду колбасных изделий относятся полтавская, краковская, польская, украинская и некоторые другие колбасы. Сырье для таких колбас то же, что и для вареных, с той лишь разницей, что парное мясо не используют. Технология изготовления колбас до шприцовки в основном та же, что и при изготовлении вареных изделий. Шприцовку проводят более плотно. После шприцовки батоны направляют на осадку,
  12. ВЫБОР ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПРИБОРА
    Особенность ультрарзвукового доплеровского прибора состоит в использовании в качестве зондирующего сигнала механических вибраций, передаваемых в тело человека. В процессе работы прибора производятся механические колебания элементов тканей на поверхности тела. Распространение ультразвука зависит от плотности, структуры, однородности, вязкости и сжимаемости тканей. Интегративным отражением этих
  13. Технология сборки ультразвукового датчика
    Корпус датчика изготовлен из фторопласта - 4, внутренняя поверхность корпуса покрыта слоем никеля, который наносится путем гальванического осаждения, а сверху слоем меди такой же толщины для защиты датчика от электромагнитных наводок. Сверху в корпус помещается электродвигатель и закрепляется там с помощью винтов. С другой стороны на вал электродвигателя плотно одевается непроницаемая
  14. Темы рефератов, эссе
    Процесс освоения личностью гуманитарных технологий в учебной деятельности в соответствие с Вашим профилем обучения. 2. Идеальная модель «профессионала» Вашего профиля как основание внедрения гуманитарных технологий. 3. Уровни развитие личности, осуществляемые с помощью гуманитарных технологий. 4. Гуманитарные технологии как основания разработки образовательных программ вуза.
  15. РОЛЬ НЕКОТОРЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В ВОЗНИКНОВЕНИИ ТОКСИКОЗОВ
    Опасность отравления представляют мясные и мясо-растительные консервы, когда сырье для их производства оказывается загрязненным землей и содержимым кишечника, а также была нарушена технология их изготовления. Из различных консервов особенно опасны закатанные в банки грибы, при обработке которых не всегда удается отмыть их от частиц земли. Регистрируются случаи отравления при употреблении
  16. Производство деталей из полимерных композиционных материалов (ПКМ)
    Цехи изготовления деталей из полимерных материалов состоят из участков: Приготовления связующих, Изготовление препрегов, Намотки и выкладки, Подготовка оснастки, Формования и отверждения полученных заготовок, Подготовка деталей под автоклавное формование,
Медицинский портал "Медицина от А до Я" © 2014
info@med-books.info