8.Что такое поляризация пьезоэлемента и как она проводится?

Использование: при изготовлении пьезоэлементов с неоднородным распределением поляризованности и с заданным спектром АЧХ. Сущность изобретения: пьезоэлемент, имеющий сплошные электроды на противоположных гранях, поляризуют постоянным электрическим полем E . После выключения поля E воздействуют на пьезоэлемент постоянным электрическим полем E , противоположным поляризующему. 7 ил.

Изобретение относится к пьезотехнике, а именно к способам изготовления пьезоэлементов с неоднородным распределением поляризованности в объеме и с заданным спектром АЧХ, которые могут быть использованы в качестве фильтров, излучателей с заданной направленностью, координатно-чувствительных приемников излучения и т.д.

Известно, что вид спектра колебаний пьезоэлемента (наличие или отсутствие определенных гармоник и отношение их амплитуд) зависит от пространственного распределения поляризованности в пьезоэлементе [1].

Известные способы создания пространственно неоднородного распределения поляризованности в пьезоэлементах основаны либо на приложении постоянного электрического поля различной величины к различным областям пьезоэлемента [2-4] , либо на приложении постоянного электрического поля одной величины к пьезоэлементу при наличии в нем градиента температуры, что вследствие температурной зависимости параметров пьезоэлемента приводит к формированию в пьезоэлементе пространственно неоднородного распределения поляризованности [5].

В способе [2] пространственно неоднородное распределение поляризованности создается в пьезоэлементе без электродов, причем варьируемым параметром является только величина поляризованности, но не ее направление.

В способе [3] возможна вариация как величины, так и направления поляризованности, при этом электрод наносится только на одну из граней образца.

Для последующего практического использования пьезоэлементов с пространственно неоднородным распределением поляризованности, созданного по способам [2, 3], необходимо нанести электроды на противоположные грани пьезоэлемента, что в подавляющем большинстве случаев требует нагрева пьезоэлемента, а нагрев приводит к изменению созданного распределения поляризованности или к полной деполяризации пьезоэлемента. При Тнорм, что исключает деполяризацию пьезоэлемента, возможно нанесение на его грани только серебряных электродов (методом реакции серебряного зеркала), это исключает возможность вариации материала электрода и является дополнительной операцией.

В способе [4] пространственно неоднородное распределение поляризованности в пьезоэлементе создается путем нанесения на грани пьезоэлемента разрывных электродов с зазором между ними и приложения постоянных поляризующих электрических полей к каждому из разрывных электродов для получения неоднородного по диаметру диска распределения звукового давления при электрическом возбуждении диска. В результате после поляризации в пьезоэлементе предполагается формирование кусочно-разрывного распределения поляризованности, а не плавное распределение без скачков. В данном способе практически невозможно исключить и учесть взаимное влияние соседних, поляризующихся в разных режимах, подэлектродных областей пьезоэлемента (взаимное влияние возникает вследствие высоких значений диэлектрической проницаемости пьезокерамики, а также имеющихся в объеме пьезоэлемента распределения различных неоднородностей, в том числе коэрцитивных полей), что не позволяет получить необходимое распределение поляризованности.

В способе [5] создание заданного пространственного распределения поляризованности со значительным отклонением от линейного не представляется возможным, что обусловлено значительными трудностями создания TT в определенном отношении в пьезоэлементе, отличного от линейного.

___________________________________________________________________________________