Способ изготовления пленочных пьезоэлементов

Способ изготовления пленочных пьезоэлементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И А- Н И -

ИЗОБРЕТЕНИЯ () 777885, Союз Соьетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.78 (21) 2714101/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Н 04R 17/00

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534.232 (088.8) (43) Опубликовано 07.11.80, Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

Е. К. Горбунова, Б, А. Тазенков, В. Г. Бойцов, В. Н. Бабина, В. И. Гнездилов, Н. М. Сеньчурина и H. А. Кузнецов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ

П ЬЕЗОЭЛ ЕМЕНТО В

Государстеенный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано, например, при изготовлении электроакустических преобразователей, телефонов, громкоговорителей и микрофонов.

Известен способ изготовления пьезоэлементов в виде пластин, вырезанных под определенным углом к оси пьезокристалла (1). Однако эти пьезоэлементы обладают низким пьезомодулем и приготовленные 10 из них микрофоны имеют неравномерную частотную характеристику.

Известен способ изготовления пьезоэлементов путем поляризации керамических элементов в сильном электрическом поле 15 при повышенной температуре (2). Поляризацию проводят после нанесения («вжигания») электродов на противоположные поверхности керамического элемента при напряженности электрического поля в кера- 2р мике около 2 10еВ/м в течение десятков минут.

Однако, хотя керамические элементы обладают более высоким по сравнению с вырезанными из кристаллов пьезомодулем, 25 они недостаточно однородны по структуре и также не могут быть выполнены значительных размеров.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изго- 30 товления пленочных пьезоэлементов, включающий металлизацию пленки на основе поливинилиденфторида и поляризацию ее в электрическом поле (3).

Недостатком известного способа является низкое качество пленочных пьезоэлементов, а также недостаточная производительность.

Низкое качество пленочных пьезоэлементов проявляется в плохой адгезии к пленке напыленных металлических (алюминиевых) электродов, а также в недостаточной величине пьезомодуля. Плохая адгезия электродов к пленке обусловлена термической усадкой пленки после поляризации при повышенной температуре, которая может достигать 10% длины пленки в направлении предварительной вытяжки пленки. Плохая адгезия ведет к отставанию напыленных металлических электродов от вибрирующей пленки.

Низкая величина пьезомодуля пленочных пьезоэлементов обусловлена недостаточно высокой напряженностью электрического поля в пленке при поляризации. Однако увеличить напряженность поляризующего поля в известном способе нельзя из-за неизбежных локальных пробоев пленки в сильном поле. Так как электрическая емкость металлизированной пленки велика, то пробои приводят к разрушению пленки, ус е %

v $«узс ° 777885

Ф ор мул а и зоб р етени я

Составитель В. Пирогов

Техред И. Заболотнова

Корректор В. Петрова

Редактор Е, Гончар

Заказ 375/17 Изд. № 577 Тираж 772 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Низкая производительность известного способа связана с тем, 4То г1ленку металлйзируют до поляризации. Вследствие этого нельзя осуществить поляризацию металлизированной рулонной пленки в процессе перемотки пленки с одной бабины на другую (в рулоне обе поверхности пленки закорочены).

Целью изобретения является повышение качества пьезоэлементов за счет повышения пьезомодуля и прочности металлизации.

Достигается это благодаря тому, что поляризацию осуществляют перед металлизацией в поле коронного разряда.

Поскольку металлизацию обеих поверхностей пленки проводят после окончания процесса поляризации, а именно после термоусадки пленки, то увеличивается прочность покрытия.

Поляризацию неметаллизированной пленки ведут в поле коронного разряда, перемещая пленку относительно поля коронного разряда, при этом относительное перемещение обеспечивает однородную поляризацию пленки по всей ее длине. Применение коронного разряда позволяет увеличить максимальную напряженность поляризующего поля до 3 10з В/м. В результате пьезомодуль дз пленочных пьезоэлементов, изготовленных таким образом, в два раза больше по сравнению с пьезомодулем пленочных пьезоэлементов, изготовленных известным способом. Кроме того, проведение поляризации пленки в поле коронного разряда до металлизации ооеих поверхностей пленки позволяет вести поляризацию рулонной пленки в процессе перемотки пленки с одной бабины на другую. Вследствие этого производительность изготовления пленочных пьезоэлементов возрастает в несколько раз.

Во время пбляризации одна поверхность движущейся пленкй непосредственно соприкасается с поверхностью массивного металлического электрода, электродом другой поверхности пленки является положительная корона. При поляризации напряженность электрического поля 6 йлвнке составляет 2 10 В/м, а температура пленки — 90 С. Пленка проходи1 через .зону

10 коронного разряда в течение 60 мин. После поляризации на обе поверхностей йленки методом термовакуумного испарения наносят алюминиевые электроды. При нанесении алюминия температура пленки не превы15 шает 30 С, а пленка перематывается с одной бабины на другую за время около

10 секунд, Измерительный пьезомодуль da< разных участков полученной пьезопленки находится в пределах 1,8 10 †"+

20 +2,2 10 —" Кл/н.

Способ изготовления пленочных пьезо25 элементов, включающий металлизацию пленки на основе поливинилиденфторида и поляризацию ее в электрическом поле, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества пьезоэлементов за счет повы30 щения пьезомодуля и прочности металлизации, поляризацию осуществляют перед металлизацией в поле коронного разряда.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1. Сапожков М. А. Электроакустика. М., «Связь», 1978, с. 107.

2. Яффе Б. и др. Пьезоэлектрическая керамика. М., «Мир», 1974, с, 244.

4р 3. Патент США № 3.792.204, кл. Н 04R

17/00, 1970 (прототип).