RU2686492C1 - Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production - Google Patents
Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686492C1 RU2686492C1 RU2018109383A RU2018109383A RU2686492C1 RU 2686492 C1 RU2686492 C1 RU 2686492C1 RU 2018109383 A RU2018109383 A RU 2018109383A RU 2018109383 A RU2018109383 A RU 2018109383A RU 2686492 C1 RU2686492 C1 RU 2686492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- piezoceramic
- electrodes
- connectivity
- matrix
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100033280 Polypyrimidine tract-binding protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 101150111474 Ptbp2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- JUTBAAKKCNZFKO-UHFFFAOYSA-N [Ca].[Sr].[Bi] Chemical compound [Ca].[Sr].[Bi] JUTBAAKKCNZFKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229920013730 reactive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- RPEUFVJJAJYJSS-UHFFFAOYSA-N zinc;oxido(dioxo)niobium Chemical compound [Zn+2].[O-][Nb](=O)=O.[O-][Nb](=O)=O RPEUFVJJAJYJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
- H04R1/44—Special adaptations for subaqueous use, e.g. for hydrophone
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции чувствительного элемента и способу его изготовления из композиционного пьезоматериала связности 1-3 [1] для пьезоэлектрических преобразователей, которые предназначены для создания как одиночных гидроакустических приемников, так и многоэлементных гидроакустических антенн, работающих в режиме приема.The invention relates to the design of the sensitive element and the method of its manufacture from a composite piezomaterial of connectivity 1-3 [1] for piezoelectric transducers, which are designed to create both single sonar receivers and multielement sonar antennas operating in receive mode.
Пьезокомпозиты связности 1-3 представляют собой двухфазную систему, в которой структурные элементы одного из компонентов образуют монолитную систему, называемую матрицей, а структурными элементами второго компонента являются погруженные в нее и параллельно расположенные поляризованные пьезокерамические стержни квадратного или круглого сечения. Такие структуры называются матричными. При этом матрица характеризуется тремя измерениями, а активный элемент, выполненный из монолитного пьезоэлектрического керамического материала, имеет форму протяженного тонкого стержня, характеризуемого одним измерением. Пьезокомпозит связности 1-3 характеризуется рядом свойств, которых нет ни у одного взятого в отдельности компонента [2].Piezocomposites of connectivity 1-3 are a two-phase system in which the structural elements of one of the components form a monolithic system, called a matrix, and the structural elements of the second component are polarized piezoceramic rods of square or circular cross section immersed in it and in parallel. Such structures are called matrix. In this case, the matrix is characterized by three dimensions, and the active element, made of a monolithic piezoelectric ceramic material, has the form of an extended thin rod, characterized by one dimension. Piezocomposite connectivity 1-3 is characterized by a number of properties that are not present in any single component [2].
Для получения пьезокомпозитов связности 1-3 на основе пьезокерамики за последние три десятилетия были предложены и апробированы различные методы [3, 4]. Первые попытки создания пьезокомпозитов связности 1-3 были заключены в использовании крупнозернистого порошка сегнетоэлектрического твердого раствора Pb(Zr, Ti)O3 и полиуретана. Средний размер зерен такого порошка был примерно равен толщине композитного образца, что облегчало его дальнейшую поляризацию во внешнем электрическом поле. В дальнейшем использовался порошок с зернами в форме сферы или дисков, и эти зерна заполняли полимерную среду, создавая непрерывное распределение в одном направлении. Впоследствии был предложен метод погружения в полимерную матрицу системы керамических стержней, закрепленных в специальном держателе. В усовершенствованном виде этот метод, названный «подбирать и размещать» (pick and place), стал применяться для получения пьезокомпозитов связности 1-3 «сегнетопьезокерамика - полимер» с различной объемной концентрацией керамических стержней, а также с различной микрогеометрией, соответствующей размерам стержней, их пространственному распределению, формой поперечного сечения и т.п.For obtaining piezocomposites of connectivity 1-3 on the basis of piezoceramics, over the past three decades, various methods have been proposed and tested [3, 4]. The first attempts to create piezocomposites of connectivity 1-3 were concluded in the use of coarse-grained powder of ferroelectric solid solution Pb (Zr, Ti) O 3 and polyurethane. The average grain size of such a powder was approximately equal to the thickness of the composite sample, which facilitated its further polarization in an external electric field. Later, a powder with grains in the shape of a sphere or disks was used, and these grains filled the polymer medium, creating a continuous distribution in one direction. Subsequently, a method was proposed for immersion in the polymer matrix of a system of ceramic rods fixed in a special holder. In an improved form, this method, called “pick and place”, was used to obtain piezocomposites of
Из уровня техники известен способ получения блочного пьезокомпозита связности 1-3 для низкочастотных датчиков, работающих в частотном диапазоне до 100 кГц [5]. Структура чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 содержит активные элементы в виде двух блоков пьезокерамических стержней, установленных встречно торец к торцу и имеющих встречное направление поляризации. На торцах пьезокерамических стержней нанесены электроды с токовыводами. Блоки пьезокерамических стержней погружены в диэлектрическую матрицу.In the prior art a method of obtaining a block piezocomposite of connectivity 1-3 for low-frequency sensors operating in the frequency range up to 100 kHz [5]. The structure of the sensitive element of the piezocomposite of connectivity 1-3 contains active elements in the form of two blocks of piezoceramic rods installed oppositely to the end and having a counter polarization direction. At the ends of piezoceramic rods, electrodes with current leads are applied. The blocks of piezoceramic rods are immersed in a dielectric matrix.
Основные преимущества использования пьезокомпозитов в качестве чувствительного элемента гидроакустических приемников основаны на следующих соображениях.The main advantages of using piezocomposites as a sensitive element of hydroacoustic receivers are based on the following considerations.
Гидроакустический приемник - это прибор, преобразующий акустическое давление Р (воздействующее на приемник со всех сторон) в электрическое напряжение U, возникающие на электрическом выходе приемника. Очевидно, что гидроакустический приемник тем лучше, чем выше его чувствительность - Мu, равнаяA hydroacoustic receiver is a device that converts the acoustic pressure P (acting on the receiver from all sides) into an electrical voltage U that occurs at the electrical output of the receiver. It is obvious that the sonar receiver is the better, the higher its sensitivity - M u , equal to
Рассмотрим пьезоэлектрический элементы выполненный из классической монолитной пьезокерамики, например, из пьезоматериала системы ЦТС, который характеризуется пьезоконстантами g33 (пьезоконстанта в направлении поляризации) и g31 (пьезоконстанта в направлении перпендикулярном поляризации). Если этот пьезоэлемент подвергнуть воздействию всестороннего акустического давления Р, то его чувствительность будет прямо пропорциональна величине объемной пьезоконстанты gv.Consider piezoelectric elements made of classical monolithic piezoceramics, for example, from the PTS system piezoelectric material, which is characterized by g 33 piezo-constants (piezo-constant in the direction of polarization) and g 31 (piezo-constant in the direction perpendicular to polarization). If this piezoelectric element is exposed to the all-round acoustic pressure P, then its sensitivity will be directly proportional to the size of the volume piezoelectric constant g v .
Поскольку для всех современных монолитных пьезоматериалов g33≈-2g31, то gv→0. Таким образом, звукоприемник, выполненный из монолитной пьезокерамики будет иметь чувствительность Мu→0. Поэтому во всех гидроакустических приемниках содержатся дополнительные конструктивные узлы, обеспечивающие такое акустическое экранирование пьезоэлемента, при котором пьезоэлемент подвергается акустическому воздействию только в одном конкретном направлении, например, по направлению поляризации. В этом случае чувствительность звукоприемника определяется только константой g33, так как gv=g33.Since for all modern monolithic piezomaterials g 33 ≈ –2g 31 , then g v → 0. Thus, a sound receiver made of monolithic piezoelectric ceramics will have sensitivity M u → 0. Therefore, all sonar receivers contain additional structural units that provide such acoustic shielding of the piezoelectric element, in which the piezoelectric element is exposed to acoustic effects only in one particular direction, for example, in the direction of polarization. In this case, the sensitivity of the sound receiver is determined only by the constant g 33 , since g v = g 33 .
Очевидно, что такие звукоприемники имеют сложную конструкцию, которую можно значительно упростить, используя в качестве основы чувствительный элемент из пьезокомпозитного материала в котором изначально пьезоконстанта g31 подавлена за счет совокупных свойств матрицы и пьезоэлемента. Поэтому основной характеристикой пьезокомпозитов связности 1-3 для производства преобразователей, работающих на низкой частоте, является объемная пьезоконстанта композита gv, мВ⋅м/Н. [6].It is obvious that such sound receivers have a complex structure, which can be greatly simplified by using as a basis a sensitive element made of piezocomposite material in which the g 31 piezoconstant is suppressed due to the combined properties of the matrix and the piezo element. Therefore, the main characteristic piezocomposites 1-3 connectivity for manufacturing transducers operating at low frequency, is the volume of the composite piezoelectric constant g v, mV⋅m / H. [6].
Широко известны конструкции чувствительных элементов гидроакустических преобразователей, имеющих высокое значение продольной пьезоконстанты g33, при конструктивно подавленной поперечной состовляющей g31, в которых активная составляющая выполнена из монолитного пьезоэлектрического керамического материала [7]. Однако, объемная чувствительность чувствительных элементов гидроакустических преобразователей на основе монолитных пьезоэлектрических материалов как показано выше имеет низкие значения. Возможности дальнейшего повышения чувствительности чувствительных элементов гидроакустических преобразователей на основе монолитных пьезоэлектрических материалов ограничены.The designs of sensitive elements of hydroacoustic transducers with a high value of the longitudinal piezoelectric constant g 33 , with structurally suppressed transverse component g 31 , in which the active component is made of a monolithic piezoelectric ceramic material, are widely known [7]. However, the volumetric sensitivity of sensitive elements of hydroacoustic transducers based on monolithic piezoelectric materials as shown above has low values. The possibilities of further increasing the sensitivity of sensitive elements of hydroacoustic transducers based on monolithic piezoelectric materials are limited.
Перспективными для создания чувствительных элементов гидроакустических преобразователей являются пьезокомпозиты связности 1-3, которые обладают продольной чувствительностью при сильно подавленной поперечной чувствительности, что обеспечивает высокую объемную пьезоконстанту gv.Promising for the creation of sensitive elements of hydroacoustic transducers are piezocomposites of connectivity 1-3, which have longitudinal sensitivity with strongly suppressed transverse sensitivity, which ensures a high volumetric piezoelectric constant g v .
При конструировании пьезоэлектрических преобразователей наибольшее распространение получили пьезокомпозиты связности 1-3, в которых в качестве пьезоактивной составляющей используют следующие пьезокерамические материалы: титанат бария, титанат свинца, цирконат-титаната свинца, ниобат магния, цирконат свинца, ниобат цинка, ниобат лития, танталат лития, висмут стронций кальций, а в качестве связующего -различные органические полимерные материалы [8].When designing piezoelectric transducers, the most widely used piezocomposites of connectivity are 1-3, in which the following piezoceramic materials are used as the piezoelectric component: barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, magnesium niobate, lead zirconate, zinc niobate, lithium niobate, lithium tantalate, lithium tantalate. bismuth strontium calcium, and as a binder, various organic polymeric materials [8].
Известен пьезокомпозит связности 1-3, содержащий в составе связующего демпфирующие частицы, в котором равномерно расположены пьезоактивные компоненты (стержни) [6, 9]. Пьезоэлектрические стержни получают либо методом литья под давлением, либо путем распиловки блока пьезокерамики. Пьезокомпозит связности 1-3 получают путем последующего заполнения блока, состоящего из керамических стержней, жидким реакционно-способным полимером, в частности, эпоксидным полимером, который имеет низкую вязкость в неотвержденном состоянии, высокие клеящие и механические свойства.A piezo-composite of connections 1-3 is known, containing damping particles in the binder composition, in which piezo-active components (rods) are evenly spaced [6, 9]. Piezoelectric rods are obtained either by injection molding, or by sawing a piezo-ceramic block. Piezocomposite connectivity 1-3 is obtained by subsequent filling of the block, consisting of ceramic rods, liquid reactive polymer, in particular, epoxy polymer, which has a low viscosity in the uncured state, high adhesive and mechanical properties.
Однако отверждение эпоксидных смол приводит к усадке полимерной матрицы и возникновению внутренних напряжений. Это может привести к предварительному напряжению активной составляющей пьезокомпозита связности 1-3, искажению стержней, снижению параллельности между сторонами стержней, и как следствие, к короблению системы.However, the curing of epoxy resins leads to shrinkage of the polymer matrix and the occurrence of internal stresses. This can lead to a prestressing of the active component of the piezocomposite of connectivity 1-3, distortion of the rods, reduction of parallelism between the sides of the rods, and as a result, distortion of the system.
Частично решение данной проблемы достигают путем включения в полимерную матрицу частиц цемента и графита, что способствует повышению вязкоупругих и демпфирующих свойств полимерной матрицы [10]. Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 и способ его изготовления, описанные в статье [10] приняты за прототип настоящего изобретения.Part of the solution to this problem is achieved by incorporating particles of cement and graphite into the polymer matrix, which contributes to the increase in the viscoelastic and damping properties of the polymer matrix [10]. The sensing element from the piezoelectric composite of connectivity 1-3 and the method of its manufacture, described in article [10], are taken as the prototype of the present invention.
Активная составляющая пьезокомпозита связности 1-3 имеет форму стержней, выполненных из пьезоэлектрического материала PZT (ЦТС), имеющих продольную поляризацию и расположенных равномерно в полимерной матрице из эпоксидной смолы с включениями частиц цемента и графита. Были исследованы пьезоэлектрические, электромеханические и демпфирующие свойства пьезокомпозита связности 1-3. Получены высокие значения пьезоконстанты g33=13,3 мВ⋅м/Н, значения которой примерно равны объемной пьезоконстанте gv, так как gv=g33-2g31, а значения поперечной пьезоконстанты g31=0 [6].The active component of the piezocomposite of connectivity 1-3 has the form of rods made of a piezoelectric material PZT (PZT), having a longitudinal polarization and evenly spaced in an epoxy resin polymer matrix with inclusions of particles of cement and graphite. The piezoelectric, electromechanical, and damping properties of the piezo-composite of connectivity 1-3 were investigated. High values of the piezoelectric constant g 33 = 13.3 mV⋅m / N were obtained, the values of which are approximately equal to the volume piezoelectric constant g v , since g v = g 33 -2g 31 , and the values of the transverse piezoelectric constant g 31 = 0 [6].
Однако, прототип имеет недостаточно высокие значения объемной пьезоконстанты gv, мВ⋅м/Н, что необходимо для эффективной работы гидроакустических преобразователей в режиме приема.However, the prototype has not sufficiently high values of bulk piezoelectric constant g v, mV⋅m / H, which is necessary for efficient operation of hydroacoustic transducers in receiving mode.
Задачей настоящего изобретения является разработка чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3, имеющего высокие значения объемной пьезоконстанты gv мВ м/Н и достаточно высокую прочность для работы на больших глубинах.The present invention is to develop a sensitive element from a piezocomposite of connectivity 1-3, having high values of the volume piezoconstant g v mV m / N and a sufficiently high strength for operation at great depths.
Поставленная задача решена за счет достижения новых технических результатов:The task is solved by achieving new technical results:
- создание под действием внешнего давления в монолитных пьезокерамических стержнях дополнительных поперечных механических напряжений;- the creation under the influence of external pressure in the monolithic piezoceramic rods of additional transverse mechanical stresses;
- увеличения продольного механического растяжения/сжатия пьезокерамических стержней под воздействием внешнего давления;- increase the longitudinal mechanical stretching / compression of piezoceramic rods under the influence of external pressure;
- увеличение жесткости и уменьшение скорости акустической волны в полимерной матрице;- increase the stiffness and decrease the speed of the acoustic wave in the polymer matrix;
- повышения механической прочности.- increase mechanical strength.
Указанные технические результаты достигаются тем, что чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 содержит стержни, выполненные из пьезоэлектрического материала на основе цирконата-титаната свинца (ЦТС), имеющие продольную поляризацию и расположенные равномерно в полимерной матрице с полыми керамическими шариками и снабженные на торцах электродами.These technical results are achieved by the fact that the sensitive element from the piezocomposite of connectivity 1-3 contains rods made of piezoelectric material based on lead zirconate titanate (PZT), having longitudinal polarization and located evenly in a polymer matrix with hollow ceramic balls and fitted with electrodes at the ends .
Согласно изобретения, к торцам пьезокерамических стержней последовательно приклеены токопроводящие сетки, которые позволяют избежать больших локальных напряжений в месте контакта пьезокерамического стержня, и как следствие потерю электрического контакта, и тонкие упругие пластины из материала, имеющего значение модуля Юнга не менее 2,5⋅109 Па, модуль Юнга для материала пластин подобран экспериментально исходя из гибкости и прочности при статическом сжатии, а токопроводящие сетки и электроды электрически соединены.According to the invention, conductive grids are successively glued to the ends of the piezoceramic rods, which allow to avoid large local stresses at the point of contact of the piezoceramic rod and, as a consequence, loss of electrical contact, and thin elastic plates made of a material that has a Young's modulus of at least 2.5⋅10 9 Pa, Young's modulus for the material of the plates is chosen experimentally on the basis of flexibility and strength under static compression, and the conductive grids and electrodes are electrically connected.
В частном случае выполнения:In the particular case of execution:
- упругие пластины выполнены из полиметилметакрилата с модулем Юнга 3⋅109 Па;- elastic plates are made of polymethyl methacrylate with a Young's modulus of 3⋅10 9 Pa;
- упругие пластины имеют толщину 0,5-0,7 мм.- elastic plates have a thickness of 0.5-0.7 mm.
Способ получения чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 заключается в спекании пьезокерамического блока из пьезоматериала системы ЦТС с последующим распиливанием на тонкие стержни квадратного сечения, нанесением на торцы пьезокерамических стержней электродов, поляризацией и размещением пьезокерамических стержней в полимерной матрице.The method of obtaining the sensitive element from the piezocomposite of connectivity 1-3 consists in sintering the piezoceramic block from the PTS system piezoelectric material with subsequent sawing into thin square rods, applying electrodes of the piezoceramic rods to the ends, polarizing and placing the piezoceramic rods in the polymer matrix.
Согласно изобретения, предварительно изготавливают полимерную матрицу, для этого в форму для изготовления матрицы, имеющей заданное распределение отверстий в объеме матрицы, соответствующим геометрии пьезокерамических стержней, заливают жидкий полиуретан с добавкой полых керамических шариков в равном соотношении по объему, выдерживают полученную композицию до окончания полимеризации, вставляют пьезокерамические стержни в отверстия полимерной матрицы, припаивают к электродам пьезокерамических стержней токопроводящие сетки с токовыводами, на поверхность каждой токопроводящей сетки приклеивают тонкую упругую пластину с модулем упругости Юнга не менее 2,5⋅109 Па, полученную заготовку пьезоэлектрического композита помещают в форму, заливают жидким полиуретаном и выдерживают до окончания полимеризации.According to the invention, a polymer matrix is prefabricated; to do this, liquid polyurethane with the addition of hollow ceramic balls in an equal ratio by volume is poured into the mold for manufacturing a matrix having a specified distribution of holes in the matrix volume corresponding to the geometry of the piezoceramic rods, insert the piezoceramic rods into the holes of the polymer matrix, solder the conductive grids with the current to the electrodes of the piezoceramic rods by conclusions, a thin elastic plate with a Young's modulus of elasticity of not less than 2.510 9 Pa is glued to the surface of each conductive mesh, the resulting blank of the piezoelectric composite is placed in a mold, filled with liquid polyurethane and held until the end of polymerization.
В частном случае выполнения:In the particular case of execution:
- тонкие стержни имеют сечение равное (4,5×4,5) мм;- thin rods have a cross section equal to (4.5 × 4.5) mm;
- количество пьезокерамических стержней равно девяти;- the number of piezoceramic rods is nine;
- пьезокерамические стержни поляризуют в воздушной среде под напряжением 1 кВ/мм.- piezoceramic rods are polarized in air at a voltage of 1 kV / mm.
Указанная новая последовательность операций способа позволяет проводить поляризацию и отбраковку пьезокерамических стержней по электрофизическим параметрам до помещения в полимерную матрицу, что повышает выход годных изделий.This new sequence of operations of the method allows for the polarization and rejection of piezoceramic rods by electrophysical parameters before being placed in a polymer matrix, which increases the yield of suitable products.
Наличие полых керамических шариков в полимерной матрице приводит к увеличению ее жесткости и препятствует попаданию акустического воздействия на пьезокерамические стержни в направлении, перпендикулярном поляризации. Следовательно, предполагаемая полимерная матрица обеспечивает акустическое экранирование боковых поверхностей пьезокерамических стержней, выполняя тем самым функцию дополнительных акустических экранов классических звукоприемников.The presence of hollow ceramic balls in the polymer matrix leads to an increase in its rigidity and prevents the acoustic impact on the piezoceramic rods in the direction perpendicular to polarization. Consequently, the proposed polymer matrix provides acoustic shielding of the side surfaces of the piezoceramic rods, thereby performing the function of additional acoustic screens of classical sound receivers.
В прототипе полимерная матрица имеет включения графита и цемента, которые вносят вклад в повышение скорости распространения акустической волны в поперечном направлении и не обеспечивают подавление акустического воздействия на боковые поверхности пьезостержней.In the prototype, the polymer matrix has inclusions of graphite and cement, which contribute to an increase in the propagation speed of the acoustic wave in the transverse direction and do not suppress the acoustic impact on the lateral surfaces of the piezoelectric cores.
При воздействии внешнего давления Р на чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 вдоль направления поляризации пьезокерамических стержней, являющихся активной составляющей, тонкие упругие пластины, имеющие значение модуля Юнга не менее 2,5-109 Па, в областях между пьезокерамическими стержнями прогибаются навстречу друг другу, что приводит к возникновению в пластинах в областях, сопрягаемых с пьезокерамическими стержнями, дополнительных механических напряжений, направленных на растяжение упругих пластин, а, следовательно, и жестко скрепленных путем клейки с ними пьезокерамических стержней в направлении, перпендикулярном поляризации и воздействие давления Р (см фиг. 5). Таким образом предложенная конструкция чувствительного элемента обеспечивает одновременное воздействие на пьезокерамические стержни суперпозиции двух составляющих механических напряжений, сдавливающих в направлении поляризации, и растягивающих в перпендикулярном направлении. Следовательно, уравнение (2) для предлагаемой пьезокерамической композиции принимает вид:When external pressure P is applied to the sensitive element of the piezocomposite of connection 1-3 along the direction of polarization of the piezoceramic rods, which are the active component, thin elastic plates that have a Young's modulus of at least 2.5-10 9 Pa in the areas between the piezoceramic rods bend towards each other other, which leads to the appearance in the plates in the areas mated with the piezoceramic rods, additional mechanical stresses aimed at stretching the elastic plates, and, consequently, rigidly fastened by gluing with them piezoceramic rods in the direction perpendicular to the polarization and the effect of pressure P (see Fig. 5). Thus, the proposed design of the sensing element provides a simultaneous effect on the piezoceramic rods of the superposition of two components of mechanical stresses, which are squeezing in the direction of polarization, and stretching in the perpendicular direction. Therefore, equation (2) for the proposed piezoceramic composition takes the form:
Учитывая, что для пьезоматериалов системы ЦТС пьезоконстанты g33 и g31 имеют разные знаки, реализованное в предложенном пьезокомпозите изменение знака механического напряжения в направлении перпендикулярном поляризации (не сжатие, а растяжение) в соответствии с уравнением (3) приводит к значительному увеличение gv, а значит и объемной чувствительности гидроакустического приемника в целом. После прекращения воздействия акустического давления упругие пластины принимают первоначальную форму.Considering that for piezostama of the PZT system, the piezoconstants g 33 and g 31 have different signs, the change in the sign of mechanical stress in the proposed piezocomposite in the direction perpendicular to polarization (not compression, but stretching) in accordance with equation (3) leads to a significant increase in g v , and hence the volumetric sensitivity of the hydroacoustic receiver as a whole. After the cessation of exposure to acoustic pressure, the elastic plates take on their original shape.
Диапазон толщин тонких упругих пластин составляет 0,5-0,7 мм, что является оптимальным для обеспечения сочетания достаточной прочности и массы чувствительного элемента из пьезокомпозита.The thickness range of thin elastic plates is 0.5-0.7 mm, which is optimal for providing a combination of sufficient strength and weight of a sensitive element made from a piezo-composite.
Известен пьезокомпозитный преобразователь связности 1-3 для гидроакустических антенн, работающих в поверхностных арктических водах. На одной поверхности каждого пьезопреобразователя расположен стальной защитный слой, а на другой поверхности согласующий слой из стеклополимера [11, абзацы 10-35 описания патента]. В отличие от [11], заявленный преобразователь в силу присутствия с двух сторон одинаковых упругих пластин с указанными характеристиками обеспечивает работоспособность чувствительного элемента в составе датчиков на глубине до 5 км и одновременно приводит к повышению объемной чувствительности, что не следует из [11] и не является очевидным из предшествующего уровня техники. При этом функцию согласующего слоя выполняет полиуретановый корпус пьезопреобразователя, а не специальный согласующий слой в виде пластины из стеклополимера.Known piezocomposite converter connectivity 1-3 for hydroacoustic antennas operating in surface Arctic waters. On one surface of each piezoelectric transducer there is a steel protective layer, and on the other surface there is a matching layer of glass polymer [11, paragraphs 10-35 of the patent description]. In contrast to [11], the claimed converter, due to the presence of identical elastic plates with the specified characteristics from two sides, ensures the operability of the sensitive element in the sensors at a depth of 5 km and simultaneously leads to an increase in volumetric sensitivity, which does not follow from [11] and is obvious from the prior art. In this case, the function of the matching layer is performed by the polyurethane body of the piezoelectric transducer, and not by a special matching layer in the form of a plate made of glass polymer.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 - Пьезокомпозит со связностью 1-3, в аксонометрии - прототип.FIG. 1 - Piezocomposite with connectivity 1-3, in a perspective view - the prototype.
Фиг. 2 - Заявляемый чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3, вид сбоку.FIG. 2 - The inventive sensitive element of the piezocomposite connection 1-3, side view.
Фиг. 3 - Заявляемый чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3, вид сверху.FIG. 3 - The inventive sensitive element of the piezocomposite connection 1-3, top view.
Фиг. 4 - Форма для изготовления полимерной матрицы, вид сверху.FIG. 4 - Form for the manufacture of the polymer matrix, top view.
Фиг. 5 - Схема деформации заявляемого чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 под воздействием акустического продольного давления Р, где F - сила, растягивающая пьезокерамические стержни, являющиеся активной составляющей, в поперечном направлении.FIG. 5 - Deformation scheme of the inventive sensitive element from a piezocomposite of connectivity 1-3 under the influence of acoustic longitudinal pressure P, where F is the force that stretches the piezoceramic rods, which are the active component, in the transverse direction.
Фиг. 6 - Схема деформации чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 под воздействием акустического продольного давления Р при отсутствии тонких упругих пластин.FIG. 6 is a diagram of the deformation of a sensitive element from a piezocomposite of connectivity 1-3 under the influence of acoustic longitudinal pressure P in the absence of thin elastic plates.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 (фиг. 2) содержит блок пьезокерамических стержней 1, являющихся активной составляющей, равномерно расположенных в полимерной матрице 2, выполненной из полиуретана с добавкой полых керамических шариков в равном соотношении по объему. На торцах пьезокерамических стержней 1 методом вжигания серебряной пасты нанесены электроды 3, 4, припаянные к токопроводящим сеткам 5, 6 с токовыводами 7, 8, соответственно. К поверхностям каждой токопроводящей сетки 5, 6 приклеены тонкие упругие пластины 9, 10 с модулем упругости Юнга не менее 2,5⋅109 Па, а вся конструкция покрыта полиуретановой оболочкой 11, выполняющую функцию согласующего слоя.The sensing element of the piezocomposite connectivity 1-3 (Fig. 2) contains a block of
При воздействии внешнего давления Р (фиг. 5) на чувствительный элемент из пьезокомпозита связности 1-3 вдоль направления поляризации пьезокерамических стержней, тонкие упругие пластины 9 и 10 прогибаются навстречу друг другу, при этом возникает сила F, которая приводит к дополнительному давлению на торцы пьезоэлектрических стержней 1, что приводит к растяжению пьезокерамических стержней 1 в поперечном направлении. В отсутствие тонких упругих пластин 9, 10 дополнительного давления на торцы пьезокерамических стержней не происходит (фиг. 6).When external pressure P (Fig. 5) is applied to a sensitive element from a piezocomposite of connectivity 1-3 along the direction of polarization of piezoceramic rods, thin
Пример конкретного выполнения способа изготовления чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3.An example of a specific implementation of the method of manufacturing a sensitive element of the piezoelectric composite connectivity 1-3.
Пьезокерамический блок из материала ЦТС-19 распиливали на отрезном станке на стержни размерами (4,5×4,5×7,5) мм, на торцы которых методом вжигания серебряной пасты наносили серебряные электроды. Поляризацию образцов проводили в воздушной среде на поляризационной установке ПВС-2, (изготовитель НКТБ «Пьезоприбор» ЮФУ) при напряжении 1 кВ/мм и температуре 360°С. Полимерную матрицу готовили путем добавления в жидкий полиуретан марки Гермокаст 7980285 керамических полых шариков с размером частиц 120 мкм в равном соотношении по объему.The piezoceramic block from the PZT-19 material was sawn on a cutting machine into rods with dimensions (4.5 × 4.5 × 7.5) mm, at the ends of which silver electrodes were applied using silver paste paste. The polarization of the samples was carried out in the air at the PVA-2 polarization unit (manufactured by the Piezopribor NKTB SFU) at a voltage of 1 kV / mm and a temperature of 360 ° C. A polymer matrix was prepared by adding ceramic hollow spheres with a particle size of 120 μm to an equal volume ratio of liquid polyurethane of the brand Germokast 7980285.
Жидкий полиуретан с керамическими полыми шариками заливали в литьевую форму с профилем отверстий 12 прямоугольного сечения (фиг. 4), соответствующим толщине пьезокерамических стержней 1 и выдерживали при комнатной температуре в течение 12 часов до полной полимеризации. Полученную полимерную матрицу 2 равномерно заполняли пьезокерамическими стержнями 1. Затем к положительным электродам пьезокерамических стержней 1 припаивали токопроводящую сетку 6 с токовыводом 8, а к отрицательным электродам пьезокерамических стержней 1 припаивали токопроводящую сетку 5 с токовыводом 7. На поверхность каждой токопроводящей сетки 5, 6 приклеивали клеем БФ-2 по одной тонкой упругой пластине 9, 10 выполненной из материала с модулем Юнга не менее 2,5⋅109 Па. В частном случае выполнения тонкие упругие пластины 9, 10 выполнены из полиметилметакрилата и имеют толщину 0,5 мм. Полученная конструкция помещалась в литьевую форму и заливалась жидким полиуретаном марки Гермокаст 7980285.Liquid polyurethane with ceramic hollow balls was poured into a mold with a
На установке для измерения объемной чувствительности пьезоэлектрических элементов «Паскаль-4», изготовитель НКТБ «Пьезоприбор» г. Ростов-на-Дону была измерена чувствительность по напряжению Мu. Значения объемной пьезоконстанты gv вычисляли по формуле:On the installation for measuring the volumetric sensitivity of the Pascal-4 piezoelectric elements, the manufacturer of the Piezopribor NPTB, Rostov-on-Don, was measured for the voltage sensitivity M u . The values of the volume piezoelectric constant g v were calculated by the formula:
gv=Mu/h,g v = M u / h,
где Мu - чувствительность по напряжению, мкВ/Па;where M u is the voltage sensitivity, µV / Pa;
h - расстояние между электродами активной составляющей чувствительного элемента из пьезокомпозита равное 7,5 мм.h is the distance between the electrodes of the active component of the sensitive element of the piezoelectric composite equal to 7.5 mm.
Сравнительные данные для пьезоконстанты gv мВ⋅м/Н, коэффициента электромеханической связи kt продольного пьезоэлектрического модуля d33 и значений тангенса угла диэлектрических потерь tgδ активной составляющей чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 в процентах от значений прототипа (строка 1), заявляемого чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 (строка 2) и чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 без диэлектрических пластин на торцах пьезокерамических стержней из пьезокерамики со значением продольного пьезоэлектрического модуля d33=500 пКл/Н. (строка 3) приведены в таблице.Comparative data for the piezoelectric constant g v mV⋅m / N, the electromechanical coupling coefficient k t of the longitudinal piezoelectric modulus d 33 values and the dielectric loss tangent of the angle tgδ active component of the sensor element 1-3 piezocomposite connected as a percentage of the values of the prototype (Line 1), the claimed of a sensitive element from a piezoelectric composite of connectivity 1-3 (line 2) and a sensitive element of a piezocomposite of connectivity 1-3 without dielectric plates at the ends of piezoceramic rods made of piezoceramics with iem longitudinal piezoelectric modulus d 33 = 500 pC / N. (line 3) are given in the table.
Как следует из таблицы значение объемной чувствительности заявляемого чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 (строка 2) составляет gv=20 мВ⋅м/Н, что в 1,5 раза выше, чем у прототипа (строка 1), у которого gv=g33=13,3 мВ⋅м/Н. Значение gv=16,8 мВ⋅м/Н получено для чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3 без тонких упругих пластин 9, 10 на торцах пьезокерамических стержней (строка 3), что подтверждает их влияние на повышение пьезочувствительности. При более низких значениях продольного пьезоэлектрического модуля d33 активной составляющей (d33=500 пКл/Н) по сравнению с прототипом (d33=600 пКл/Н), получены более высокие значения gv. Разработан экспериментальный образец заявляемого чувствительного элемента из пьезокомпозита связности 1-3.As follows from the table, the volumetric sensitivity value of the inventive sensitive element from the piezocomposite of connectivity 1-3 (line 2) is g v = 20 mV мm / H, which is 1.5 times higher than that of the prototype (line 1), which has g v = g 33 = 13.3 mV⋅m / H. The value g v = 16.8 mV⋅m / H was obtained for a sensitive element from a piezocomposite of
Источники информацииInformation sources
1. R.Е. Newnham, D.P. Skinner, and L.Е. Cross, "Connectivity and piezoelectric-pyroelectric composites," MaterialcRes. Bull., vol. 13, pp. 525-536, 1978.1. R.Е. Newnham, D.P. Skinner, and L.E. Cross, "Connectivity and piezoelectric-pyroelectric composites," MaterialcRes. Bull., Vol. 13, pp. 525-536, 1978.
2. Modeling 1-3 Composite Piezoelectrics: Thickness-Mode Oscillations. W. Smith and B. Auld, IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL. VOL. 38. NO. I. JANUARY 1991.2. Modeling 1-3 Composite Piezoelectrics: Thickness-Mode Oscillations. W. Smith and B. Auld, IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS, FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL. Vol. 38. NO. I. JANUARY 1991.
3. FABRICATION OF PIEZOELECTRIC CERAMIC/POLYMER COMPOSITES BY INJECTION MOLDING, Leslie J. Bowen and Kenneth W. French, Materials Systems Inc. 53 Hillcrest Road, Concord, MA 01742.3. FABRICATION OF PIEZOELECTRIC CERAMIC / POLYMER COMPOSITES BY INJECTION MOLDING, Leslie J. Bowen and Kenneth W. French, Materials Systems Inc. 53 Hillcrest Road, Concord, MA 01742.
4. US 5539965 A, Method for making piezoelectric composites.4. US 5539965 A, Method for making piezoelectric composites.
5. Method for making an acoustic transducer. WO 2007012604 (A2), МПК B06B 1/06, H01L 41/37, опубл. 2007-02-01.5. Method for making an acoustic transducer. WO 2007012604 (A2),
6. В.Ю. Тополов, A.E. Панин. Пьезокомпозиты: получение, свойства, применение (учебное пособие), Ростов-на-Дону, 2009, с. 43.6. V.Yu. Topolov, A.E. Panin. Piezocomposites: obtaining, properties, application (training manual), Rostov-on-Don, 2009, p. 43.
7. RU 2080743 С1, МПК 6 H04R 1/44, опубликовано: 27.05.1997.7. RU 2080743 C1, IPC 6 H04R 1/44, published: 05/27/1997.
8. WO 2011005535 (А1) 2011-01-13 CERAMIC-POLYMER COMPOSITES A61L 27/40; A61L 31/12; С04В 35/117; С04В 35/185; C08J 5/24; С09K 8/58; С09K 8/80; H01L 41/18.8. WO 2011005535 (A1) 2011-01-13 CERAMIC-POLYMER COMPOSITES A61L 27/40; A61L 31/12; C04B 35/117; C04B 35/185;
9. Piezoelectric Composites for Sensor and Actuator Applications. E. Koray Akdogan et al. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control, vol. 52, no. 5, may 2005, 756) [2], (R.L. and G. Hayward, "Investigation into the effects of modification of the passive phase of improved manufacture of 1-3 connectivity piezocomposite transducers," IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr., vol. 46, pp. 511-516, 1999.9. Piezoelectric Composites for Sensor and Actuator Applications. E. Koray Akdogan et al. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control, vol. 52, no. 5, may 2005, 756) [2], (RL and G. Hayward, "Investigation of the transient transducers," IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr., Vol. 46, pp. 511-516, 1999.
10. Design, fabrication and property investigation of cement/polymer based 1-3 connectivity piezo-damping composites. Xu Dongyu, Cheng Xin, Guo Xiaojing, Huang Shifeng. Conduction and Building Materials 84 (2015) 219-223. Journal homepage: www.elsevier.com/locate/conbuildmat - прототип.10. Design, fabrication and property of the cement / polymer based 1-3 connectivity piezo-damping composites. Xu Dongyu, Cheng Xin, Guo Xiaojing, Huang Shifeng. Conduction and Building Materials 84 (2015) 219-223. Journal homepage: www.elsevier.com/locate/conbuildmat - prototype.
11. US 6806622 (B1) - 2004-10-19, Impact-reinforced piezocomposite transducer array, B06B 1/06; G10K 11/00; H04R 17/00; H04R 1/44; (IPC1-7): H01L 41/04.11. US 6806622 (B1) - 2004-10-19, Impact-reinforced piezocomposite transducer array,
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109383A RU2686492C1 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018109383A RU2686492C1 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2686492C1 true RU2686492C1 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430367
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018109383A RU2686492C1 (en) | 2018-03-16 | 2018-03-16 | Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686492C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5744898A (en) * | 1992-05-14 | 1998-04-28 | Duke University | Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry |
RU2298300C2 (en) * | 2001-07-27 | 2007-04-27 | Хольмберг Гмбх Унд Ко. Кг | Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element |
RU2414017C1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПьезоТех" (ООО "ПьезоТех") | Method of producing composite piezoelectric material |
US8030829B1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-04 | MALAXIT Co. | Hybrid piezoelectric composites with high electromechanical characteristics |
-
2018
- 2018-03-16 RU RU2018109383A patent/RU2686492C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5744898A (en) * | 1992-05-14 | 1998-04-28 | Duke University | Ultrasound transducer array with transmitter/receiver integrated circuitry |
RU2298300C2 (en) * | 2001-07-27 | 2007-04-27 | Хольмберг Гмбх Унд Ко. Кг | Piezo-electric element and transformer of oscillations with piezo-electric element |
RU2414017C1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ПьезоТех" (ООО "ПьезоТех") | Method of producing composite piezoelectric material |
US8030829B1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-04 | MALAXIT Co. | Hybrid piezoelectric composites with high electromechanical characteristics |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Design, fabrication and property investigation of cement/polymer based 1-3 connectivity piezo-damping composites. Xu Dongyu, Cheng Xin, Guo Xiaojing, Huang Shifeng. Conduction and Building Materials 84 (2015) 219-223. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dias et al. | Inorganic ceramic/polymer ferroelectric composite electrets | |
US5539965A (en) | Method for making piezoelectric composites | |
Wang et al. | Single-crystal 0.7 Pb (Mg1/3Nb2/3) O3–0.3 PbTiO3/epoxy 1–3 piezoelectric composites prepared by the lamination technique | |
US20190386200A1 (en) | Shear vibration-based piezoelectric composite material and preparation method thereof | |
Wang et al. | Ternary piezoelectric single-crystal PIMNT based 2-2 composite for ultrasonic transducer applications | |
Kabakov et al. | The versatility of piezoelectric composites | |
Behera et al. | Piezoelectric materials | |
Jia et al. | High-performance curved piezoelectric single-crystal composites via 3D-printing-assisted dice and insert technology for underwater acoustic transducer applications | |
Wang et al. | Large-area piezoelectric single crystal composites via 3-D-printing-assisted dice-and-insert technology for hydrophone applications | |
Hao et al. | Flexible 1-3 piezoelectric composites with soft embedded conductive interconnects for underwater acoustic transducers | |
US6191523B1 (en) | Tranducing composite of sintered piezoelectric ceramic granules in a polymer matrix | |
Bast et al. | The influence of internal voids with 3–1 connectivity on the properties of piezoelectric ceramics prepared by a new planar process | |
Jia et al. | Conformally large-area single-crystal piezocomposites with high performance for acoustic transducers | |
Shrout et al. | Extruded PZT/polymer composites for electromechanical transducer applications | |
Bybi et al. | One-dimensional electromechanical equivalent circuit for piezoelectric array elements | |
RU2686492C1 (en) | Sensitive element from connectivity piezocomposite 1-3 and method of its production | |
US6277299B1 (en) | High-sensitivity piezocomposite material and ultrasonic transducer made therefrom | |
Ramesh et al. | Characteristics of piezoceramic and 3–3 piezocomposite hydrophones evaluated by finite element modelling | |
Tressler et al. | A comparison of the underwater acoustic performance of single crystal versus piezoelectric ceramic-based “cymbal” projectors | |
US7030542B2 (en) | Composite piezoelectric body | |
Cheng et al. | Design, fabrication, and performance of a flextensional transducer based on electrostrictive polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer | |
Ramesh et al. | Experimental and finite element modelling studies on single-layer and multi-layer 1–3 piezocomposite transducers | |
Gururaja et al. | Continuous poling of PZT fibers and ribbons and its application to new devices | |
Nováková et al. | Numerical simulation of mechanical behavior of a macro fiber composite piezoelectric actuator shunted by a negative capacitor | |
Qin et al. | The study of 1-1-3 piezoelectric composite based on relaxor ferroelectric single crystal |