Page 164 - 《应用声学》2023年第2期

352 2023 年 3 月

渗银工艺形成的电极面附着力不够，在三叠片剪 250
切力驱动工作方式下很容易银层脱落导致脱粘， 200 200 200
陶瓷片被银时宜采用磁控溅射 (Physical vapor de- 150
position, PVD) 的方式提高银层的附着力。同时 ພए/Ć 100
陶瓷片加工过程中当尽量提高粘接面的表面粗糙 1700 V
0 V
50
度，以提高粘接面的表面能。在粘接前当采用丙酮 20 20
等有机溶液清洗粘接面，并用烘箱充分烤干表面 0 0 4 8 12 16
水蒸气。 ҫພ௑ᫎ/h
图 4 换能器样品的加温曲线
1.2.2 高温胶黏剂固化工艺
Fig. 4 Heating curve of transducer sample
高温胶黏剂需要在高温环境中加载预应力固
化，对表面接触压力有精确的要求，且为了达到最 0.6
1 h
佳粘接性能，需对胶黏剂进行预加热处理。目前三 0.5 3 h
5 h
叠片粘接过程中通常会打开烘箱，在空气环境中 0.4 7 h
进行合模，考虑到三叠片振子粘接过程粘接面积 ႃ࠮/mS 0.3 9 h
11 h
非常大，该工艺会有不少空气憋在胶黏剂中排不出 0.2 13 h
0.1
来，固化后这些空气在胶内受热膨胀会容易导致粘
0
接失效。为此研发了一套温度、压力可实时监控的 0 1 2 3 4 5 6
ᮠဋ/kHz
真空环境中预应力加载系统。该套系统真空度从
100 Pa∼100 kPa 实时可调，精度为 ±5 Pa，温度从 图 5 保温过程中电导变化趋势
常温到 250 C 下实时可调，精度为 ±0.5 C；预应力 Fig. 5 Change trend of admittance during tem-
◦
◦
从0 ∼ 1000 kg实时可调，精度为±5 kg。 perature holding
1.2
2 三叠片振子耐温性能测试 ҫພҒ
ҫພՑ
0.9
根据前述分析，制作了长短两组共 10 对高温
三叠片振子样品，然后每组中各随机挑选一对装 ႃ࠮/mS 0.6
配到安装骨架上，放入加温油槽内进行电压激励下
0.3
的加温测试，其中激励电压脉冲幅度为 1700 V，换
能器加温曲线如图 4 所示。首先从常温逐渐升温到
0 0 1 2 3 4 5 6
200 C，然后在 200 C 下保温工作 12 h，最后再将
◦
◦
ᮠဋ/kHz
温度逐渐降至常温。在升温和保温过程中换能器均
图 6 加温前后室温下电导曲线 (油槽内)
保持高压脉冲激励。
Fig. 6 Sample admittance at room temperature
记录保温过程中测试样品的输入电导纳，如
before heating and after heating (in oil)
图 5所示。观察发现尽管随着加温时间的增长，导纳
会发生一些变化，但整个导纳曲线趋势基本保持稳
3 换能器声学性能测试
定，说明样品在200 C下工作12 h 没有脱粘损坏。
◦
测试加温后降至常温时的输入电导纳，并与加 将剩余的长短两组共8对耐高温三叠片装配到
温前的导纳进行比较，结果如图 6 所示。可以看到 骨架上制成高温偶极子发射换能器样机，如图 7 所
加温前后输入电导基本没有变化，证明经历过加温 示，并对其声学性能进行测试。考虑到仪器的可兼
实验的测试样品没有脱粘损坏，研制的三叠片能够 容性，样品的尺寸与现役常用偶极子换能器完全
耐200 C温度，达到设计目标。 一致。
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