Исследование и разработка технологии диффузионной сварки сегнетомягкой пьезокерамики с металлами

• Автор: Прокопьев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 167 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 .Состояние вопроса, цели и задачи исследования

1.1 .Изготовление пьезокерамических элементов.

1.2. Изготовление пьезоэлектрических датчиков.

1.3. Взаимодействие керамических и металлических материалов в твердой фазе.

1.4. Диффузионная сварка.

1.5.3ащитные среды, используемые при сварке.

1.6. Поляризация пьезокерамики.

Выводы. Задачи работы

2. Методы исследования. Оборудование и применяемые материалы
2.1 .Установка для диффузионной сварки. 3
2.2. Приспособление и нагреватель для сварки образцов-имитаторов
2.3. Пьезокерамика ЦТСНВ-1
2.4.1. Медь М1.
2.-4.2.Железосодержащие сплавы
2.5. Подготовка образцов к сварке
2.6. Определение граничных условий основных параметров сварки и поляризации.
2.7. Планирование и проведение экспериментов
2.9. Методы исследований диффузионного соединения ЦТСНВ-1+медь
2.9.1. Металлографические исследования
2.9.2. Микрорентгеноспектральный анализ зоны соединения
2.9.3. Рентгеноструктурный анализ
2.9.4. Термографические исследования 71 2.10.Основные пьезоэлектрические параметры пьезопреобразователей

и их измерение.
2.11. Контроль качества диффузионных соединений пьезокерамики с металлами.
2.12. Методы и оборудование для испытания механических свойств сварных соединений пьезокерамики с металлами
Выводы по разделу 2
3. Влияние технологических параметров сварки на качество изготовления пьезодатчиков. Исследование физико-химических процессов взаимодействия пьезокерамики ЦТСНВ-1 с медью
3.1. Влияние технологических параметров сварки на прочность сварного соединения.
3.2. Металлографический анализ соединения пьезокерамики ЦТСНВ-1 смедьюМ-1.
3.3. Микроренгеноспектральный анализ зоны соединения
пьезокерамики ЦТСНВ-1 с медью
3.4. Термографический анализ соединения пьезокерамики с медью.
3.5. Влияние защитной среды в сварочной камере на
стехиометрический состав пьезокерамики.
Микрорентгеноструктурный анализ поверхностного слоя пьезокерамики.
4. Повышение прочности соединения пьезокерамики с металлом
4.1. Уменьшение остаточных сварочных деформаций.
4.2. Влияние режимов поляризации на пьезоэлектрические
характеристики датчиков
Выводы по экспериментальной части
5. Разработка технологического процесса и оборудования для
диффузионной сварки пьезопреобразователей
5.1. Технологический процесс диффузионной сварки пьезопреобразователей

5.2. Приспособление для диффузионной сварки пьезопреобразователей.
5.3. Устройство для поляризации пьезокерамики.
6.4. Уст]
Заключение
Список используемой литературы
Приложения

металлами и пьезоэлектрические характеристики пьезопреобразователей в литературе практически полностью отсутствуют.
3.Достаточно слабо представлены марки электродов, используемых при изготовлении пьезоэлектрических датчиков, и мало изучено их влияние на прочность соединения сваренных узлов.
4.3ащитные среды, применяемые при диффузионной сварке разнородных материалов, не в полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым при изготовлении пьезокерамических конструкций, так как не учитывают изменение стехиометрического состава на поверхности пьезокерамики, что приводит к снижению пьезоэлектрических характеристик пьезопреобразователей.
5.Влияние электрического поля на пьезоэлектрические и прочностные характеристики пьезодатчиков как в процессе сварки, так и по отдельному технологическому процессу не достаточно изучены. Технологические приемы, применяемые для повышения качества сварного соединения, в основном непригодны для использования при диффузионной сварке пьезокерамики с металлом, либо сложны в реализации, либо ненадежны.
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что диффузионная сварка является перспективным способом соединения пьезокерамики с металлами. Технология на основе диффузионной сварки должна обеспечить получение пьезоэлектрических датчиков с заданными пьезоэлектрическими и механическими свойствами.
Целью диссертационной работы является разработка технологии диффузионной сварки сегнетомягкой пьезокерамики с металлами, обеспечивающей высокопрочное неразъемное их соединение и сохранение пьезосвойств, удовлетворяющих требованиям пьезопреобразователей различного назначения.
Для осуществления данной цели необходимо было решить следующие задачи:
- исследовать физико-химические процессы на границе раздела пьезокерамика - медь, а так же влияние параметров диффузионной сварки на формиро-