專利名稱:壓電圓環(huán)分割電極的制作方法
本實用新型屬于壓電陶瓷換能器振子的結(jié)構(gòu)。
分割電極式圓環(huán)形振子，是拼合陶瓷類切向極化壓電換能器的核心部件。迄今為止，關(guān)于振子分割電極的引出，皆是采用夾層電極結(jié)構(gòu)進行引導(dǎo)的方式。正如資料Harrs.U.S.Pat.No.3，142，032所述，即用金屬箔或網(wǎng)，粘附在每二條拼合組件拼接的電極之間，利用金屬夾層從粘縫里延伸出來的部分解決電極引導(dǎo)的辦法。這樣做固然能使拼合陶瓷部件的機加工簡單些，可以傳輸較大的電流；然而卻給裝配帶來麻煩，特別會造成拼縫層次增多，引起對振動體隔離影響的明顯加大，表現(xiàn)在使振子的有效機電耦合系數(shù)下降。同時金屬夾層的存在，使粘縫層次間膨脹系數(shù)的差異增大，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力，對粘接強度和振子機電性能的穩(wěn)定也會帶來危害。還要指出，由于膠層的絕緣作用往往使電路中斷，造成無法挽救的后果。這在拼粘過程中，接觸壓力不大時是很容易出現(xiàn)的問題。如果施用導(dǎo)電膠粘接劑，又會帶來粘接強度脆弱的問題。
本實用新型的目的在于克服含有金屬夾層的電極引出結(jié)構(gòu)給裝配工藝、使用效果帶來的不利影響，以簡化裝配工藝、提高成品率、穩(wěn)定電氣性能、改善機電耦合特性。
本實用新型提出一種無金屬夾層的電極引出結(jié)構(gòu)。它是把作為拼粘面的壓電陶瓷被銀電極層，進行局部暴露來實現(xiàn)的。方法是在所有拼條電極表面的指定邊緣處，設(shè)有適當(dāng)深度的倒角，從而在拼環(huán)上，組成一個個被有銀層并與拼粘面銀層相連通的三角形引線焊接溝槽。倒角深度及傾斜度以能容下焊線為原則。倒角根部要求園滑過渡，以克服銀電極層在棱線處發(fā)生斷路現(xiàn)象。
圖1和圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
本實用新型的具體實施例由圖1及圖2給出。
(1)圖1為拼合壓電元件1較大(拼條橫斷面線尺寸大于8毫米)的情況。此時溝槽2設(shè)置在拼合振子的一個端面上，引線沿粘縫按放射樣式分布。對于因拼合角比較大或管壁較厚而造成電極距離均勻性較差的情況，可以對倒角斜度隨電極距離加以調(diào)節(jié)，以避免因倒角的存在使局部電極距離發(fā)生過窄的問題。
沿溝槽2焊入導(dǎo)線時，焊線3按正、負(fù)極性間隔排布，再分別從溝槽2向各自的一邊引出。焊槽空隙及所處沿面，用含有50％玻璃纖維的高溫固化環(huán)氧樹脂膠做填充層4和覆蓋層7。覆蓋層7起絕緣作用，層厚控制在1～2毫米。焊線3按極性分別在絕緣層7上沿圓周方向焊接起來，形成二條并聯(lián)的環(huán)式引線5、6。接出后，再用上述絕緣膠做固封層11。如果安放電纜插座或電纜接頭9時，可在固封時一拼栽入。拼合環(huán)外圓陶瓷表面，用玻璃纖維浸環(huán)氧膠沿圓周方向拉緊纏繞一薄的箍層8以解決振子的增強。
當(dāng)拼合元件為中等尺寸(拼條橫斷面線尺寸為5～8毫米)時，特別因振子壁厚的尺寸限制而難以在一個端面上同時排開二圈引線時，則采取把正、負(fù)電極分別從二個端面引出，最后在一端匯總的辦法。它與前述的區(qū)別是拼條在二頭都加工有倒角，只是每頭僅加工一面并使得在二頭加工的各一個面相互錯開。
(2)圖2為拼合壓電元件1較小(拼條橫斷面線尺寸小于5毫米)的情況。此時溝槽2設(shè)置在外圓表面，引線沿粘縫按母線樣式分布。沿溝槽焊線3可引向一個端面或按極性分別引向二個端面。當(dāng)焊線匯集在二個端面時，則各端面的覆蓋層7、環(huán)式引線5或6、固封層11均按(1)情況處理。當(dāng)焊線匯集在一個端面時，要增加一個絕緣層10，將環(huán)式引線5、6按上下隔疊起來，不能施展在一個平面上。為減少溝槽空隙所引起的機電性能損失，需要用具有一定彈性和熱膨脹性能的物質(zhì)填充，其填充層4、覆蓋層7、絕緣層10、固封層11均由含50％玻璃纖維的高溫環(huán)氧樹脂膠固化形成。拼合環(huán)外圓陶瓷表面，用玻璃纖維浸環(huán)氧膠沿圓周方向拉緊纏繞一薄的箍層，既能起到保護電極的作用，又對拼環(huán)施加了偏壓應(yīng)力。
這種電極引出結(jié)構(gòu)，已在深水低頻大功率發(fā)射換能器、水聲釋放器指令聲源、水下引爆聲學(xué)裝置、淺剖儀發(fā)射換能器等方面進行了試用。結(jié)果表明，沒發(fā)生降低機電耦合性能或影響元件極化的問題，沒出現(xiàn)過電學(xué)斷路的現(xiàn)象。然而，給裝配工藝帶來很大的方便，使電氣穩(wěn)定性、可靠性得到了加強，使有效機電耦合特性得到了改善。
權(quán)利要求
1.一種拼合壓電圓環(huán)分割電極，其特征在于含有焊接溝槽(2)的無金屬夾層的電極。
2.按照權(quán)利要求
1所說的電極，其特征在于所說的焊接溝槽(2)其部位是按拼條尺寸和拼合角度的大小分為按放射樣式設(shè)置在拼環(huán)一個端面或兩個端面以及按母線樣式設(shè)置在拼環(huán)的外表面上。
3.按照權(quán)利要求
1所說的電極，其特征在于所說的焊接溝槽(2)的空隙部份是用含有50％玻璃絲的高溫固化環(huán)氧樹脂膠填充。
4.按照權(quán)利要求
2－3所說的電極，其特征在于所有拼條的電極表面在指定邊緣處設(shè)有的倒角，其深度和角度以能容納導(dǎo)線為原則，其根部應(yīng)以圓滑過渡。
專利摘要
分割電極式圓環(huán)形振子，是拼合陶瓷類切向極化壓電換能器的核心部件。其分割電極的引出采取了一種無金屬夾層的電極，改變了用金屬箔夾層引導(dǎo)電極的常規(guī)方法。從而簡化了裝配工藝，提高了成品率并使產(chǎn)品的有效機電耦合特性得到了改善。
文檔編號H04R1/00GK85201622SQ85201622
公開日1986年7月16日 申請日期1985年5月7日
發(fā)明者梁希庭 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan