[發明專利]鈸式壓電陶瓷復合換能器及其換能器的成型方法

有效

• 申請號: 202011187251.7
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112427284B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 李琳;康凱
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張夢龍

本發明的鈸式壓電陶瓷復合換能器，屬于光學零件加工裝置技術領域，屬于換能器的技術領域。其包括鈸型金屬端帽和被所述鈸型金屬端帽所夾持的壓電陶瓷圓片，夾持區域包括空腔區域和粘接區域，且所述壓電陶瓷圓片的直徑小于所述鈸型金屬端帽的直徑，其中：在所述粘接區域設置有第一膠層并間隔設置有電阻絲；所述壓電陶瓷圓片周向填充有第二膠層。本發明用以完換能器的功能，避免鈸型金屬端帽容易脫離的情況出現。

技術領域

本發明屬于換能器的技術領域，尤其涉及一種鈸式壓電陶瓷復合換能器及其換能器的成型方法。

背景技術

鈸式壓電陶瓷復合換能器是賓夕法尼亞州立大學材料研究室在20世紀 80年代末研制出的一種新型換能器，采用兩枚鈸型金屬端帽夾持一壓電陶瓷圓片的復合結構，由于該種特殊結構，使其復合壓電常數比相同尺寸的壓電陶瓷片高出數十倍，被廣泛應用于水聲探測、超聲測距、醫療設備、加速度傳感器等各個領域。

典型結構鈸式壓電陶瓷復合換能器選用直徑相同的壓電陶瓷圓片及鈸型金屬端帽，僅使用粘結劑將壓電陶瓷圓片和金屬端帽接觸圓環區域進行固連，在使用過程中鈸型金屬端帽和壓電陶瓷片之間會產生應力集中點，造成粘結層脫膠失效，使鈸型金屬端帽脫落，影響使用性能。為了克服鈸型金屬端帽脫落問題，研究者對其結構進行了改進，在兩鈸型金屬端帽間增加螺釘進行機械連接，該種方式雖然避免了脫膠問題，但是增加了換能器體積。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈸式壓電陶瓷復合換能器，解決現有技術的產品的金屬端帽容易脫落的技術問題。本案的技術方案有諸多技術有益效果，見下文介紹：

本案一方面提供一種鈸式壓電陶瓷復合換能器，包括鈸型金屬端帽和被所述鈸型金屬端帽所夾持的壓電陶瓷圓片，夾持區域包括空腔區域和粘接區域，且所述壓電陶瓷圓片的直徑略小于所述鈸型金屬端帽的直徑，其中：

在所述粘接區域設置有第一膠層，該膠層內等間隔設置有3個電阻絲；

所述壓電陶瓷圓片周向填充有第二膠層。

另一方面一種換能器的成型方法，所述方法包括：

S101:鈸型金屬端帽選用黃銅作為材料，在車床上加工制成，壓電陶瓷圓片為購買的PZT5型壓電陶瓷材料，所述壓電陶瓷圓片直徑略小于所述鈸型金屬端帽的直徑；

S102:兩個加工成型的鈸型金屬端帽的非弧形空腔區域用砂紙打粗糙；

S103：兩個所述鈸型金屬端帽的的非弧形空腔區域作為第一粘接區，所述第一粘接區內使用AB膠等間隔設置固定3個電阻絲；將粘結劑均勻涂抹在兩個所述鈸型金屬端帽的所述第一粘接區，使其對稱粘結在壓電陶瓷圓片兩側；

S104:將黏結好的壓電陶瓷圓片使用長尾夾夾緊，所述長尾夾夾持在所述電阻絲末端位置處，夾緊后使其置于室內常溫環境下預設時間段且粘結劑凝固后，取下所述長尾夾；

S105:配制粘結劑填充在第二粘接區，所述第二粘接區為在兩個所述鈸型金屬端帽與壓電陶瓷圓片周向所形成的凹槽區域，放置在常溫至所述第二粘接區的粘接劑凝固；

S106:放入烘箱烘烤預設時間后取出，并做平整打磨處理。

與現有技術相比，本發明提供的技術方案包括以下有益效果：

本發明提出的一種鈸式壓電陶瓷復合換能器，對鈸式壓電陶瓷復合換能器典型結構進行改進，仍使用粘結的制作方式，在不增加鈸式壓電陶瓷復合換能器體積，且保證其復合壓電常數前提下，填充第二膠層提高了鈸型金屬端帽與壓電陶瓷圓片粘結強度，有效避免了鈸型金屬端帽脫膠掉落情況的發生。

本案發明的方法，提供一種簡單實用的制成方法，填充第二膠層提高了鈸型金屬端帽與壓電陶瓷圓片粘結強度，有效避免了鈸型金屬端帽脫膠掉落情況的發生。