ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

При изготовлении тонких пьезоэлементов для датчиков, излучателей мембранного типа и т.д. из шликерной пьезокерамической пленки (ПКП) выявлены недостатки существующей технологии: невысокая плотность керамической составляющей и значительная неравномерность плотности по площади пленки, что приводит к значительному разбросу по толщине получаемых после обжига керамических пленок и повышает вероятность электрического пробоя при поляризации пьезоэлементов.

С целью устранения указанных недостатков проведена работа по импульсному прессованию от интенсивного нагружения. При этом применялась ПКП на основе пьезокерамики ЦТСНВ-1 толщиной около 0,2 мм. Для ударного нагружения использовалась баллистическая установка калибра 50 мм. Перед ударным нагружением образцы ПКП прямоугольной формы укладывались в пакеты по 10 слоев пленки в каждом. Пакеты помещались в общий контейнер по пять штук в каждой сборке. Вокруг контейнера располагались защитные слои из песка, стали и свинца для демпфирования уплотняемой системы и защиты от разрушения при разгрузке. Нагружение сборки контейнера производили алюминиевым ударником цилиндрической формы массой 0,3 кг, который разгоняли до скорости 451-620 м/с. Скорость ударников измеряли электроконтактным методом с помощью измерителя ЧЗ-34А.

Давление при ударном нагружении в пакетах из ПКП и волновая картина процесса определялись по результатам численного расчета на ПЭВМ. Анализ расчетных кривых показал, что в используемой схеме ударного сжатия пиковое давление по всей высоте из слоев ПКП распределено достаточно равномерно и находится на уровне 1,8-1,9 ГПа при скорости ударника 415 м/с и 3,1-3,2 ГПа при скорости 620 м/с. После извлечения спрессованных образцов из контейнера по усадке пленки определено уплотнение каждого образца и среднее значение уплотнения в каждом пакете из 10 слоев пленки при скоростях ударника 415, 490, 550, 620 м/с. Получены зависимости среднего уплотнения пакетов от скорости удара и от максимального давления в ударном импульсе. Определены оптимальные условия для ударного сжатия ПКП, при которых происходит высокое и однородное уплотнение пленки.