DE462848C

DE462848C - Piezoelektrisches Kristallelement

Info

Publication number: DE462848C
Application number: DEI31231D
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Publication date: 1928-07-19

Description

Piezoelektrisches Kristallelement Man hat es bisher für wesentlich betrachtet, daß ein solches Piezoelement aus dem natürlichen Kristall rechtwinklig zu einer der elektrischen Achsen geschnitten werden müßte. Nun kommt es häufig vor, daß ein solches Element unwirksam oder in seiner Frequenz stark verändert wird, nachdem man viel Mühe aufgewandt hat, um es auf die genauen Abmessungen zu schneiden, die für die gewünschte Frequenz erforderlich sind. Hieraus ergibt sich ein großer Verlust an Material und Arbeit, wobei der Materialverlust etwa 95 °/o beträgt und der Arbeitsverlust für höhere Frequenzen auch recht beträchtlich ist.
Versuche haben ergeben, daß ein Piezoelement, das rechtwinklig zu einer elektrischen Achse des natürlichen Kristalls geschnitten ist, eine merkliche Tendenz zeigt bei einer Frequenz zu schwingen, die seiner Länge L entspricht, und daß es nicht leicht bei einer Frequenz schwingt, die seiner Dicke T entspricht. Es besteht zwar keine große Schwierigkeit, einem Element nahezu jede Dicke zu geben, jedoch ist es unwahrscheinlich, daß ein auf die gewöhnliche Weise zugeschnittenes Element auf die Frequenz anspricht, die seiner Dicke entspricht, es wird vielmehr mit auf der verhältnismäßig kleinen Frequenz schwingen, die seiner Länge entspricht.
Aus diesem Grunde ist ein solches Element ungeeignet, wenn die Frequenz groß ist, die einer sehr kleinen Abmessung des Kristalls entspricht.
Die großen Verluste bei der Herstellung der Piezoelemente und die Tendenz des Kristalls, bei einer seiner Länge entsprechenden Frequenz zu schwingen, haben bisher die Herstellung von Elementen für Wellenlängen unter zoo m verhindert.
Versuche haben ergeben, daß ein Piezoelement, das aus einem Kristall parallel zu einer elektrischen Achse geschnitten ist, nicht nur die Tendenz hat, bei einer seiner Dicke entsprechenden Frequenz zu schwingen, sondern auch weniger leicht während der Herstellung umwirksam wird.
Auf diese Weise geschnittene Elemente können in Dicken hergestellt werden, die nur durch mechanische Schwierigkeiten begrenzt sind und noch bei Wellenlängen unter zoo m wirksam schwingen.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Abbildungen dargestellt, die ein Hexagonalquarzkristall zeigen. Die elektrischen Achsen des Kristalls sind durch die punktierten Linien zwischen den Ecken dargestellt, die die Plus- und .Minuszeichen tragen. Die optische Achse ist durch die Linie Z-Z und eine der Kristallisationsachsen durch die Linie Y-Y dargestellt.
Wie erwähnt, hat man bisher für wesentlich gehalten, daß das Piezoelement aus dem Kristall in einer Ebene geschnitten wurde, die senkrecht zu einer elektrischen Achse und parallel zur optischen Achse des Kristalls liegt. Solch ein Element ist punktiert in Abb.i dargestellt. AusgezogenisteinElement3 in Abb. i dargestellt, das gemäß der Erfindung geschnitten ist, und zwar in einer Ebene parallel zur optischen Achse Z-Z und zu der elektrischen Achse X-X. So geschnittene Piezoelemente konnten ohne Schwierigkeiten für Wellen bis herab zu 40 m hergestellt werden, und es sind die Schwierigkeiten für noch kürzere Wellen nur rein mechanischer Natur, bedingt durch die verlangte Parallelität der Flächen und die erforderte Dünnheit.

Claims

PATENTANSPRUCH: Piezoelektrisches Kristallelement, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dickendimension längs der Kristallisationsachse liegt, während die Seitenflächen rechtwinklig zur Kristallisationsachse und parallel zur optischen Achse liegen, d. h. daß die Schnittebene parallel zu einer elektrischen Achse des Kristalls liegt.