МОДИФІКАЦІЯ ТА ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ З РОЗДІЛЕНИМИ ЕЛЕКТРОДАМИ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2020.216483Ключові слова:
п’єзоелектричний перетворювач, п’єзоелектрична кераміка, струмопровідний електрод, розділені електроди, технологія комбінованої електронно-променевої модифікації.Анотація
В роботі наводяться результати удосконалення технології формування струмопровідних електродів п’єзоелектричних елементів та розробка пристроїв з п’єзоелектричної кераміки з розділеними електродами методом, що базується на технології комбінованої електронно-променевої модифікації. Показано перспективу використання методу термовакуумного напилення при отриманні покриттів електродів на виробах з п’єзоелектричної кераміки сорту ЦТС. Особливістю такого комбінованого методу є здійснення його в одному технологічному циклі «термовакуумне осадження – електронно-променева модифікація покриття» за незмінних умов робочого середовища, що виключає утворення хімічних сполук в осаджуваному покритті на проміжному етапі формування наноструктурних утворень. Встановлено, що утворені за запропонованою технологією срібні покриття на п’єзоелектричних елементах є більш рівномірними та однорідними порівняно з покриттями, отриманими у традиційний (промисловий) спосіб. Як практичний результат реалізації запропонованої в статті технології розроблено конструкції пристроїв п’єзоелектроніки на основі елементів із п’єзоелектричної кераміки зі сформованими на їх поверхні розділеними електродами, зокрема багатосекційного п’єзоелектричного перетворювача. Найбільш цікавим у цьому випадку є те, що п’єзоелемент (пружне монолітне тверде тіло) може одночасно мати різні властивості внаслідок технологічних можливостей методу термовакуумного напилення. Зміна розмірів електродів, їх взаємне розташування дають змогу впливати на параметри вихідних сигналів і відкривають широкі можливості для створення п’єзоелектричних перетворювачів для комп’ютерних систем критичного застосування. Основна перевага використання перетворювачів з п’єзокерамічних матеріалів у комп’ютерних системах пов’язана з їх особливою конструкцією, що дає можливість реалізувати принципово різні схеми в одному такому елементі.
Посилання
"DIN ISO 2859-1-2014. Sampling procedures for inspection by attributes – Part 1: Sampling schemes indexed by acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection (ISO 2859-1:1999 + Cor. 1:2001 + Amd.1:2011); Text in German and English; 01.08.2014".
V. M. Sharapov, A. M. Gurzhii, M. O. Bondarenko, and Yu. Yu. Bondarenko, "Study of the characteristics of current conductive piezoceramic elements", Visnyk Cherkaskogo derzhavnogo tehnologichnogo universitetu, pp. 255-257, 2007 [in Russian].
R. G. Dzhagupov, and A. A. Erofeev, Piezoelectronic devices for computing technology, monitoring and control systems. St. Petersburg, Politekhnika, 1994 [in Russian].
M. A. Bondarenko, et. al., "Formation of ordered nanostructures on piezoelectric ceramics of the PZT system by thermal deposition in vacuum", in Effektivnost' realizatsii nauchnogo, resursnogo i promyshlennogo potentsiala v sovremennyh usloviiah, Slavske of Lviv Region, 2010, pp. 159-160 [in Russian].
M. O. Bondarenko, "Investigation of the influence of low-energy electron beam on the microgeometry of the surfaces of piezoceramic elements", Trudy Odesskogo politehnicheskogo universiteta, no. 2 (32), pp. 149-153, 2009 [in Ukrainian].
V. V. Medianyk, Yu. Yu. Bondarenko, C. V. Bazilo, and M. O. Bondarenko, "Research of current-conducting electrodes of elements from piezoelectric ceramics modified by the low-energy ribbon-shaped electron stream", Journal of Nano- and Electronic Physics, vol. 10, no. 6, pp. 06012-1-06012-6, 2018.
V. S. Antoniuk, G. S. Tymchyk, Yu. Yu. Bondarenko, Yu. I. Kovalenko, M. O. Bondarenko, and R. P. Gaidash, Coatings in instrumentation. Kyiv, NTUU "KPI", 2016 [in Ukrainian].
V. A. Vashchenko, M. O. Bondarenko, G. V. Kanashevich, et. al., "Technological foundations of obtaining ordered nanostructures on the surfaces of probes for atomic force microscopy", Cherkasy, research report, 2012 [in Ukrainian].
V. Sharapov, Piezoceramic Sensors. Springer, 2011. [10] V. Sharapov, Z. Sotula, and L. Kunickaya, Piezo-Electric Electro-Acoustic Transducers. Springer, 2014.
V. D. Vavilov, S. P. Timoshenkov, and A. S. Timoshenkov, Microsystem sensors of physical quantities. Moscow, Tekhnosfera, 2018 [in Russian].
V. M. Sharapov, I. G. Minaev, Zh. V. Sotula, K. V. Bazilo, and L. G. Kunitskaya, Piezoceramic transformers and sensors.Cherkasy, Vertikal', 2010 [in Russian].
V. Sharapov, A. Vladišauskas, K. Bazilo, L. Kunitskaya, and Zh. Sotula, "Methods of synthesis of piezoceramic transducers: spatial energy force structure of piezoelement", Ultrasound, Kaunas, Lithuania, no. 4, pp. 44-50, 2009.
V. M. Sharapov, O. N. Petrishchev, K. V. Bazilo, Zh. V. Sotula, and A. I. Mashtapa, "Classification of piezoelectric transformers", Visnyk Cherkaskogo derzhavnogo tehnologichnogo universitetu, no. 2, pp. 58-61, 2014 [in Russian].
K. V. Bazilo, "Piezoelectric transformer", Ukr. patent for a utility model, no. 92334, Aug. 11, 2014 [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Constantine Bazilo, Vitalii Khlivnyi, Yuliia BondarenkoАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).