Исследование акустических пьезокерамических элементов с электродами, нанесенными различными способами

Эмбиль, Илона Аршалиевна

Исследование акустических пьезокерамических элементов с электродами, нанесенными различными способами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ

Эмбиль, Илона Аршалиевна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2011 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.06 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование акустических пьезокерамических элементов с электродами, нанесенными различными способами»

Автореферат диссертации на тему "Исследование акустических пьезокерамических элементов с электродами, нанесенными различными способами"

На правах рукописи

ЭМБИЛЬ ИЛОНА АРШАЛИЕВНА

УДК 537.226.4

ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ЭЛЕКТРОДАМИ,

НАНЕСЕННЫМИ РАЗЛИЧНЫМИ СПОСОБАМИ

01.04.06-Акустика 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 июн 2011

Санкт-Петербург - 2011

4848876

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет».

Научный руководитель Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор С.И.Пугачев

доктор технических наук, старший научный сотрудник И.В.Петушко

кандидат технических наук Г.П.Зайцев

Ведущая организация ОАО «НИИ «Гириконд»

Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится 16 июня 2011 года в 16-00 ч. в ауд. У-167 на заседании диссертационного совета Д 212.228.04 чСанкт-Петербургского государственного морского технического университета по адресу: 198262, г.Санкт-Петербург, Ленинский пр.,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГМТУ.

Автореферат разослан « М^^ 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, д<

Васильев Б.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Металлические электроды, нанесенные на поверхность пье-зокерамики, играют роль основных рабочих узлов, без которых невозможно создание и последующее функционирование пьезо-керамических элементов (ПКЭ).

Промышленный способ металлизации пьезокерамики - вжи-гание серебросодержащих паст в электрических печах сопротивления - имеет ряд недостатков. К основным из них относится большая продолжительность процесса, составляющая несколько суток, и низкая в ряде случаев адгезионная прочность соединений пьезокерамика - металл.

Одним из путей устранения недостатков промышленной технологии является применение для нагрева металлизируемых образцов электрофизических полей, в частности, высокочастотного (ВЧ) электрического поля. Эксперименты показали, что вжигание паст в электрическом поле мегагерцового диапазона частот по схеме «стартового диэлектрика» позволяет значительно сократить продолжительность металлизации, повышает адгезионную прочность соединений пьезокерамики с металлом, при сохранении требуемых значений электрофизических параметров ПКЭ.

В то же время эксперименты показали, что установки диэлектрического нагрева не рассчитаны на длительную эксплуатацию в режимах ВЧ металлизации пьезокерамики. Недостатком технологии является также использование в качестве «стартового диэлектрика» токсичных асбестосодержащих материалов.

Дальнейшим шагом на пути применения электрофизических полей для нанесения металлических электродов из серебросодержащих паст на пьезокерамику является использование электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ).

Цель работы

Теоретическое и экспериментальное исследование способов металлизации пьезокерамики и применение результатов исследования для совершенствования технологии изготовления акустических ПКЭ различной конфигурации.

Поставленная цель позволила сформулировать основные задачи диссертационной работы следующим образом:

- обосновать выбор способа нанесения металлических электродов на пьезокерамику;

- разработать физическую модель процесса СВЧ-метаплизации пьезокерамических материалов системы циркона-та-титаната свинца (ЦТС);

- экспериментально исследовать основные технологические факторы процесса СВЧ-метаплизации пьезокерамики; физическими методами исследовать зону контакта пьезокерамика - металл, образующуюся при металлизации пьезокерамики различными способами;

- исследовать электрофизические характеристики ПКЭ различной конфигурации, изготовленных с применением различных способов металлизации пьезокерамики..

Научная новизна

1. Разработана физическая модель металлизации пьезокерамики в СВЧ-электромагнитном поле. Обоснован выбор оптимального диапазона частот поля и определен'оптимальный способ передачи энергии электромагнитного поля в металлизируемые пьезокерамические образцы.

2. Методом локального рентгеноспектрапьного анализа определены глубина и характер проникновения серебра в пьезокерамику при различных способах вжигания серебра: промышленном, в ВЧ- электрическом поле и в СВЧ- электромагнитном поле.

3. Исследовано состояние поляризации в ПКЭ, изготовленных с применением различных способов металлизации: определены коэффициенты тепловой диффузии и профили пироэлектрического коэффициента.

Практическая ценность

1. Разработаны технологические режимы изготовления ПКЭ из материалов системы ЦТС с использованием металлизации в СВЧ-электромагнитном поле.

2. Определены электрофизические характеристики ПКЭ различной, в том числе сложной, конфигурации.

3. Разработана и реализована программа автоматизированного расчета электрофизических (ЭФ) параметров ПКЭ выбранных типоразмеров.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Эффективность повышения частоты электромагнитного поля, используемого для нагрева пьезокерамики, обусловлена увеличением фактора потерь, снижением напряженности электрической составляющей поля, а также поверхностным эффектом.

2. Оптимальным способом СВЧ-нагрева металлизируемой пьезокерамики является нагрев в поле стоячей волны объемного резонатора.

3. Воздействие СВЧ-поля приводит к увеличению коэффициента диффузии серебра по границам зерен пьезокерамики.

4. Способ нанесения металлических электродов на поверхность пьезокерамики оказывает влияние на физико-механические и электрофизические характеристики ПКЭ.

Апробация работы

Диссертационная работа заслушана и одобрена 12 апреля 2011 г. на расширенном заседании кафедры физики СПбГМТУ; основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях: 11-й ВНК ВНКСФ-11 (г. Екатеринбург) 2005; 6-й МК «МОРИНТЕХ-2005» (г. Санкт-Петербург) 2005; XXIV-ой ОК молодых специалистов «МПО -МС т 2005» (г. Санкт-Петербург) 2005; МК «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (г. Одесса) 2009; International conference «Functional materials and nanotechnologies 2010» (Riga) 2010; XXIX-ой ОНТК молодых ученых и специалистов «МПО - МС - 2010» (г. Санкт-Петербург) 2011. Имеется акт внедрения.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ. Две работы выполнены без соавторства, семь работ выполнены в соавторстве, доля автора 20% - 50%. В изданиях, определяемых Перечнем

ВАК РФ, опубликовано 2 статьи, выполненные в соавторстве, доля автора 20 - 45%.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и списка основной использованной литературы (90 наименований). Объем диссертации составляет 92 страницы, включая 30 рисунков и 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая значимость работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Физико-химические и технологические аспекты формирования соединений пьезокерамика - металл.

Дана краткая характеристика промышленных способов металлизации керамических материалов: тугоплавких порошков, активных металлов и гидридов активных металлов, плазменной и вакуумной металлизации. Отмечены причины, по которым эти способы практически не применяются для металлизации пьезокерамики.

При рассмотрении способов металлизации пьезокерамики особое внимание уделено способу, основанному на вжигании паст, содержащих благородные металлы, и, в первую очередь, серебра. Отмечены достоинства ВЧ металлизации пьезокерамики и актуальность проведения работ по ее совершенствованию.

В заключении сформулированы теоретические, экспериментальные и технологические задачи диссертационной работы.

Глава 2. Разработка физической модели металлизации пьезокерамики в СВЧ-электромагнитном поле.

Для разработки физической модели предварительно рассмотрены теоретические и экспериментальные результаты исследования дисперсии диэлектрической проницаемости и потерь

сегнетокерамики. Отмечен рост потерь в СВЧ-диапазоне для сегнетокерамики системы ЦТС в парафазе.

Определение оптимального диапазона частот электромагнитного поля. В работе использовано выражение для объемной плотности активной мощности ро, выделяющейся в диэлектрике, находящемся в электромагнитном поле:

р0 = 5,55 ■ КГ1 Е2, Вт/м3 (1)

где / — частота, Гц; е' и tgS - соответственно вещественная часть диэлектрической проницаемости и тангенс угла потерь нагреваемого материала; Е - напряженность электрической составляющей поля, В/м.

Таким образом, мощность, выделяющаяся в диэлектрике, пропорциональна в" = (фактору потерь), а также частоте и квадрату напряженности электрического пол я. Следовательно, с повышением частоты эффективный нагрев обеспечивается при меньших значениях Е, что снижает вероятность возникновения электрического пробоя между металлизируемыми образцами.

Эффективность повышения частоты поля рассматривается в работе и с позиций отмеченного рядом исследователей «поверхностного» эффекта в сегнетоэлектриках, основанного на том, что при нагреве в СВЧ-диапазоне температура на поверхности образца больше, чем в объеме. В этом случае выделение тепла должно происходить преимущественно в поверхностных слоях пьезокерамики, где оно и необходимо для вжигания серебра.

Определение оптимального способа передачи энергии электромагнитного поля в образцы. Нагрев в электромагнитном поле СВЧ может производиться 1)облучением свободно падающей волной; 2)в поле бегущей волны и 3)в поле стоячей волны.

В работе показано, что 1-й и 2-й способы не могут быть применены для металлизации пьезокерамики.

Устройство для СВЧ-нагрева материала в поле стоячей волны представляет собой магнетронный генератор, нагруженный на замкнутый прямоугольный объемный резонатор. Размеры рабочей камеры - резонатора - выбирают таким образом, чтобы в ней возбуждалось возможно большее число колеба-

ний. Тогда наложение стоячих волн различных типов приводит к образованию поля сложной структуры, в котором экстремумы электрического и магнитного полей выражены не столь ярко. Это благоприятно сказывается на равномерности нагрева.

Известно, что число колебаний возрастает с увеличением размеров резонаторов. Однако максимально допустимые размеры рабочей камеры ограничиваются мощностью магнетрона. Поэтому для возбуждения большого числа типов колебаний используют дополнительные средства, в частности, подвижные отражатели (диссекторы), вращающийся круг для размещения образцов, а также подвод СВЧ-энергии через несколько элементов связи. Все эти средства позволяют обеспечить достаточную равномерность нагрева. Поэтому оптимальным способом СВЧ-нагрева при металлизации пьезокерамики является нагрев в поле стоячей волны объемного резонатора.

Глава 3. Экспериментальное исследование зоны контакта пьезокерамика - металл.

Изготовление опытных образцов. В работе использовали пье-зокерамические материалы системы ЦТС, 'применяемые для изготовления излучателей и приемников звука: сегнетомягкие -ЦТС-19 и ЦТСНВ-1; средней сегнетожесткости - ЦТБС-3.

Ряд экспериментов был поставлен на сегнетожестком материале ЦТССт-3.

Паста для металлизации состояла из окисла Ад20 (-55%) в смеси с РЬВ407 (-3%) и -38% органической связки из канифоли (смоляные кислоты, в основном С20Н30О2) и скипидара (~С10Н16).

Режимы металлизации отрабатывали на образцах 025x3 мм; глубину и характер проникновения серебра в пьезокерамику исследовали на образцах 030x10 мм; состояние поляризации в ПКЭ-наобразцах010x1 мм и 10x10x1 мм.

Электрофизические параметры (ЭФ) исследовали на ПКЭ указанных выше размеров, а также на ПКЭ в форме тонкостенных протяженных цилиндров 014x010x29 мм и колец 010x04x5 мм.

Металлизацию проводили в муфельной электрической печи (промышленная металлизация), в ВЧ- установке для нагрева диэлектриков ВЧД2-1,6/40 и в установке СВЧ-нагрева СЕ2727М.

Критериями качества процесса служили адгезионная прочность соединений пьезокерамика - металл и ЭФ параметры ПКЭ.

При ВЧ-нагреве покрытые серебросодержащей пастой образцы размещали между двумя подложками из «стартового диэлектрика» - асбоапунда. Подложки с образцами помещали между пластинами рабочего конденсатора установки ВЧД2-1,6/40.

При отработке СВЧ-металлизации в установке CE2727N «стартовым диэлектриком» служил вспученный вермикулит - материал, изготавливаемый путем прессования массы, состоящей из вермикулита, огнеупорных добавок и растворимого стекла. Нагрев образцов в кассетах из этого материала показал, что высокое качество металлизации дисков 025x3 мм достигается на уровне мощности 850 Вт в течение 15-20 минут при последующем охлаждении в кассетах в течение 20 - 25 минут (табл. 1).

Таблица 1

Адгезионная прочность соединений пьезокерамикка - металл

Материал Предел прочности на растяжение, МПа Характер разрушения

ЦТС-19 21.9 26,2 По электроду и пьезокерамике (90%); по пьезокерамике (10%)

ЦТБС-3 19.4 23,0 По электроду и пьезокерамике (30%); по пьезокерамике (70%)

ЦТСНВ-1 28,2 30,6 По электроду и пьезокерамике (85%); по электроду (15%)

Примечание: Числитель - промышленная металлизация; знаменатель - СВЧ- металлизация.

Видно, что металлизация в СВЧ-поле обеспечивает повышение адгезионной прочности соединений в среднем на 15%.

Методика эксперимента. Зона контакта пьезокерамика-метапл исследовалась физическими методами. Наиболее информативным показал себя количественный рентгеноспектраль-ный микроанализ (ЛРСА). В анализе использовали растровый электронный микроскоп CAMSCAN-4DV с полупроводниковым спектрометром LINK AN-1000. Проникновение серебра в пьезоке-рамику, а также распределение в зоне контакта основных ее элементов - титана, циркония и свинца, определяли путем пошагово-

го точечного микроанализа в крест зоне контакта. Условия измерений: ускоряющее напряжение 30 кВ, ток пучка 0,5 нА, время измерений 50 сек. Обработка результатов измерений проводилась по программе гАР-4/Р5.

Экспериментальные результаты и их обсуждение. Распределение серебра для образцов в форме цилиндра 014x010x29 мм из материала ЦТС-19 (сплошная кривая) и материала ЦТБС-3 (пунктирная кривая) представлено на рис. 1. Здесь: А - промышленная металлизация, Б - металлизация в ВЧ поле, В, Г - соответственно двухслойная и трехслойная металлизация в СВЧ-поле. На рис.2, представлено распределение серебра для образцов в форме диска 030x10 мм из материалов ЦТС-19, ЦТБС-3 и ЦТСНВ-1 соответственно. Здесь а - промышленная металлизация; б - трехслойная СВЧ-металлизация. По оси ординат отложена концентрация серебра, вес. %; по оси абсцисс - расстояние от покрытия в глубь пьезокерамики, мкм.

Видно, что наибольшая глубина проникновения серебра в пьезокерамику достигается при трехслойной СВЧ-метаплизации.

Результаты анализа свидетельствуют о значительном увеличении скорости диффузии серебряного электрода в пьезокерамику при воздействии ВЧ и СВЧ-поля.

Известно, что при повышении температуры пьезокерамиче-ских и конденсаторных материалов происходит изменение спонтанной поляризации вследствие пироэлектрического эффекта

АР^уАТ, (2)

где ЛР5 - спонтанная поляризация, у - пироэлектрический коэффициент, ЛТ-изменение температуры.

Проведенные в СПбГМТУ совместно с ТвГУ исследования процесса ВЧ-металлизации пьезокерамики показали наличие пироэлектрического эффекта у образцов, которые не были поляризованы, но подвергались неоднородному нагреванию. Таким образом, под у понимается в данном случае некоторое эффективное значение пирокоэффициента, равное (10"1° -10"9) Кл/см2 К.

Электрический заряд, возникающий в результате пироэффек-та, локализуется в приповерхностном слое толщиной 10~7 см. Возникающее при этом поле увеличивает эффективный коэффи-

циент диффузии £> материала покрытия в пьезокерамику. Изменение О можно оценить по выражению

Я ~О0 ехр(4п -егуАТ-Л I /кТ), (3)

где Во - коэффициент диффузии в отсутствии поля; А£ - толщина приповерхностного заряженного слоя; к - постоянная Больц-мана; е, - заряд диффундирующих ионов.

Расчет по выражению (3) показал, что при ВЧ-нагреве £> возрастает на 2 - 3 порядка. Этот вывод справедлив для СВЧ-метаплизации, реализуемой за время, соизмеримое с продолжительностью ВЧ-металлизации, и объясняет резкое ускорение процесса металлизации при воздействии ВЧ- и СВЧ- полей.

Характер кривых, приведенных на рис. 1-2, свидетельствует о межзеренной диффузии серебра в пьезокерамику. Поэтому некоторое увеличение глубины проникновения серебра в пьезокерамику ЦТБС-3 по сравнению с пьезокерамикой ЦТС-19 объясняется более развитыми в ЦТБС-3 межзеренными границами.

Гпава 4. Анализ параметров пьезокерамических элементов.

Определение электрофизических параметров. Металлизированные образцы поляризовались в среде жидкого диэлектрика. После необходимой выдержки измерялись и рассчитывались ЭФ параметры ПКЭ. Полученные результаты для ПКЭ ряда типоразмеров приведены в табл. 2,3,4.

В таблицах: а33/^-относительная диэлектрическая проницаемость; tgS - тангенс угла диэлектрических потерь; Л/ - резонансный промежуток; /р - резонансная частота; ки - коэффициент электромеханической связи; - пьезомоэлекгрический модуль; С} - скорость звука. А - промышленная металлизации; Б -ВЧ - металлизация; С, Д - двух- и трехслойная металлизация в СВЧ-поле соответственно. Данные числителя относятся к радиальной моде колебаний, данные знаменателя - к продольной моде.

Рис. 1

■Ч

100 10 1 61] г

-V-

20 ч

0 2 * 5

100 ч м

-Л-

/ во. ? «п

—V-

'0 —N

___

0 5

100 80 * 60 г« 20 0

•—\

Х=

100

ео

* 60 а < <0

0 1 2 3 4 5

а) б)

Рис. 2..

Таблица 2

ЭФ параметры ПКЭ 014x010x29 мм из материала ЦТС-19

Способ металлизации Электрофизические параметры

еъъ1 £о Л/,кГц

А 1850 1,65 48,0 1,25 0,228

86,6 9,2 0,458

В 1960 1,65 47,3 1,25 0,230

85,8 8,5 0,440

С 1924 1,71 47,9 1,25 0,228

86,3 12,1 0,529

Д 1860 1,76 49,5 2,1 0,280

86,0 9,25 0,458

Таблица 3

ЭФ параметры ПКЭ 014x010x29 мм из материала ЦТБС-3

Способ металлизации Электрофизические параметры

£зз1 Ео tg д,% /Р,кГч Л/,кГц

А 2719 0,99 55,46 1,22 0,210

97,58 10,46 0,460

В 2551 1,04 56,3 1,2 0,206

97,7 11,0 0,475

С 2699 1,1 56,0 1,1 0,198

97,2 10,1 0,456

Д 2859 1,36 55,9 1,2 0,207

107,7 11,3 0,483

Таблица 4

ЭФ параметры ПКЭ 010x04x5 мм из материала ЦТСНВ-1

Способ металлизации Электрофизические параметры

£33/£0 tgS, % и кГц Л/, кГц ¿зг! О12, Кл/Н к3, С£1-1(Г3, м/с

А 1810 1,7 141,5 14,1 211 0,45 2,99

Б 1831 1,7 141,1 14,6 219 0,46 2,98

Из таблиц следует, что СВЧ-металлизация приводит к некоторому улучшению ЭФ параметров ПКЭ данных типоразмеров по сравнению с промышленной металлизацией.

Эксперименты показали также, что требуемые значения ЭФ параметров для ПКЭ ряда типоразмеров могут достигаться и при двухслойной СВЧ-металлизации. Это означает, что данная технология, наряду со значительным (в 8-10 раз) сокращением продолжительности металлизации и повышением адгезионной прочности соединений пьезокерамика - металл, способна привести к уменьшению расхода драгоценного металла.

Исследование состояния поляризации ПКЭ. Процесс поляризации играет определяющую роль в технологии изготовления ПКЭ. Поэтому исследование поляризации во внутреннем объеме ПКЭ с электродами, нанесенными различными способами, представляет большой теоретический и практический интерес.

Пространственное распределение поляризации, рассчитанное с использованием метода прямоугольной тепловой волны одной частоты (ТБУ\/ метода), анализировался в работе для образцов из материалов ЦТС-19 и ЦТБС-3 010x1 мм. Предварительно для расчета профиля поляризации импульсным методом определялся коэффициент тепловой диффузии, а (табл. 5).

Состояние поляризации анализировалась по координатным зависимостям пирокоэффициента. Распределение эффективного пирокозффициента по толщине образца тождественно профилю поляризации. В настоящей работе использовалось полученное О.В. Мапышкиной (ТвГУ) уравнение для эффективного значения пирокоэффициента при нагреве образца прямоугольно модулированным тепловым потоком.

Таблица 5

Коэффициенты тепловой диффузии

ЦТС-19, ПМ ЦТС-19, СВЧМ ЦТБС-3, ПМ ЦТБС-3, СВЧМ

а 3,25-10"' м2/с 3,06-10"' м2/с 3,26-10"' м2/с 2,97-10"' м2/с

Примечание: ПМ - промышленная металлизация, СВЧМ - металлизация в СВЧ-поле.

Измерения пирокоэффициента проводились для сторон образцов, соответствующих выходу отрицательного ("-" Р) и поло-

жительного ("+" Р) концов вектора поляризации. Координатные зависимости пирокоэффициента рассчитывались для разных сторон, полученные кривые «сшивались» на середине образца. Коэффициент поглощения тепла поверхностью образца (/3) принимался равным 1, когда на поверхность электрода вакуумным распылением наносилась серебряная чернь. В отсутствие черни Р < 1, и его можно определить из отношения пироотклика образца без черни к пироотклику того же образца, на поверхность которого нанесена чернь. Экспериментальные значения р приведены в табл. 6. Видно, что при СВЧ-метаплизации величина (3 выше, чем при промышленной металлизации.

Координатные зависимости эффективного значения пирокоэффициента для пьезокерамик ЦТС-19 и ЦТБС-3 представлены на рис. 3 - 6. На рисунках: а) - образцы без черни, б) образцы с чернью. Координата 0 по оси х соответствует «-» Р.

Принципиальных различий в распределении поляризации при разных способах нанесения электродов не наблюдается. Отмечено только отличие профилей поляризации и значений пирокоэффициента у пьезокерамик разного состава (рис. 3(а) - 6(а)).

Одновременно установлено, что после напыления серебряной черни во всех случаях вблизи поверхности ПКЭ возникает слой с повышенным значением поляризации (рис. 3(6) -6(б)).Толщина слоя £ 6 мкм, что соизмеримо с глубиной проникновения серебра в пьезокерамику (гл.З).

Таблица 6

Коэффициенты поглощения тепла поверхностью пьезокерамик ЦТС-19 и ЦТБС-3

ЦТС-19 ПМ ЦТС-19 СВЧМ ЦТБС-3 ПМ ЦТС-19 СВЧМ

р 0,25 0,3 0,2 0,25

В работе сделан вывод, что данный эффект обусловлен индуцированием в слое дополнительной поляризации в процессе формирования металлического электрода.

5п 4

Л 3

ч 2 о

£1' О

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 а) х, мм б)

* 4

™г 5 3 т

5 2 1 о

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 х, мм

Рис. 3. Координатные зависимости эффективного значения пирокоэффициента керамики ЦТС-19 с промышленными электродами.

см

о 2

1 о

............ 11|

а)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 X, мм

б)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 х, мм

Рис. 4. Координатные зависимости эффективного значения пирокоэффициента керамики ЦТС-19 с СВЧ электродами.

о 2

удолтим иод

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 а) мм б)

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 х, мм

Рис. 5. Координатные зависимости эффективного значения пирокоэффициента керамики ЦТБС-3 с промышленными электродами.

W■ s з

о 2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

а)

X, мм

Рис. 6. Координатные зависимости эффективного значения пирокоэффициента керамики ЦТБС-3 с СВЧ электродами.

Автоматизированный расчет ЭФ параметров ПКЭ. Целевым назначением разработанной с участием автора системы автоматизированного расчета параметров ПКЭ, являлось повышение точности и объективности расчета.

В работе рассмотрено программное обеспечение системы. Приведены примеры расчета ЭФ параметров ПКЭ в форме полого цилиндра и диска. Применительно к ПКЭ в форме диска 0 25x3 мм из материалов ЦТС-19, ЦТСНВ-1 и ЦТССт-3 представлены технологические паспорта на ПКЭ, оформленные в формате таблиц Exel пакета программ Microsoft Office.

1. Рассмотрены современные способы формирования соединений керамика - металл; особое внимание уделено процессу металлизации керамики вжиганием серебросодержащих паст.

Показана целесообразность использования для металлизации пьезокерамики электрофизических полей ВЧ- и СВЧ-диапазона, и сформулированы теоретические, экспериментальные и технологические задачи исследования.

2. Разработана физическая модель процесса металлизации пьезокерамики в СВЧ-апектромагнитном поле.

Рассмотрены теоретические и экспериментальные результаты исследования дисперсии диэлектрических характеристик моно- и поликристаллических сегнетоэлектриков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Определен оптимальный диапазон частот электромагнитного поля и обоснован выбор для металлизации пьезокерамики СВЧ-электромагнитного поля.

Определен оптимальный способ передачи энергии СВЧ-поля в пьезокерамические образцы, обеспечивающий нагрев образцов в поле стоячей волны объемного резонатора.

3. Экспериментально исследована зона контакта пьезокера-мика - металл, образующаяся при металлизации пьезокерамики различными способами.

На выбранном с учетом результатов физического моделирования оборудовании разработаны технологические режимы СВЧ-металлизации пьезокерамических материалов системы ЦТС.

Показано, что СВЧ-металлизация приводит к повышению, в среднем на 15%, адгезионной прочности соединений пьезокера-мика - металл по сравнению с промышленной технологией при сокращении продолжительности металлизации в 8 -10 раз.

Методом ЛРСА исследован характер распределения элементов соединения пьезокерамика - металл в зоне их контакта.

Установлено, что при СВЧ-метаплизации достигается наибольшая глубина проникновения серебра в пьезокерамические материалы, что объясняется интенсивной диффузией серебра по границам зерен пьезокерамики.

4. Экспериментально исследованы электрофизические (ЭФ) параметры и состояние поляризации пьезокерамических элементов (ПКЭ), изготовленных по различным способам металлизации.

Измерены и рассчитаны ЭФ параметры ПКЭ в форме тонкостенных протяженных цилиндров, колец, дисков из материалов системы ЦТС. Установлено, что в большинстве случаев использование СВЧ-металлизации приводит к улучшению параметров.

На ПКЭ из материалов ЦТС-19 и ЦТБС-3 методом «тепловой волны» исследовано состояния поляризации во внутреннем объеме пьезокерамики. Определены коэффициенты тепловой диффузии и профили пироэлектрического коэффициента.

Установлено, что при напылении серебряной черни на поверхность электродов, нанесенных различными способами, вблизи поверхности возникает слой с повышенным значением поляризации. Толщина слоя (5-6 мкм) соизмерима с определенной в работе глубиной проникновения серебра в пьезокерамику.

Разработана программа автоматизированного расчета ЭФ параметров ПКЭ, позволяющая повысить точность и объективность расчета. Приведены примеры реализации программы применительно к ПКЭ различной конфигурации.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Публикации в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ:

I. Квирая И.А. (Эмбиль И.А.), Мартыненко А.И., Попов Н.М., Пугачев С.И. Металлизация пьезокерамики в СВЧ-поле. //Металлообработка, 2009. №3. С. 21-25. (автор - 45%)

2.0.V. Malyshkina, A.A.Movchikova, E.V.Barabanova, A.Belousov, I.A. Embil, S.I.Pugachev. Influence of natural aging on the polarization profile in PZT-based ceramics. International conference «Functional materials and nanotechnologies 2010». Riga: 2010. p. 51. (автор-20%)

II. Прочие публикации:

3. Квирая И.А. (Эмбиль И.А.). Физические и технические аспекты металлизации пьезокерамики в СВЧ-элекгромагнитных полях. В сб. тезисов 11-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-XI. Екатеринбург, 2005. С. 306. (автор - 100%).

4. М.А.Красавина, И.А.Квирая (И.А. Эмбиль), Ф.ФЛегуша, С.И.Пугачев. Металлизация пьезокерамики при воздействии силовых электрофизических полей. В сб. материалов 6-ой международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-2005». СПб.: 2005. С. 229-232. (автор-25%).

5. И.А.Квирая (И.А. Эмбиль). Металлизация пьезокерамики в электромагнитных полях: исследование зоны контакта пьезоке-рамика-метапл. XXIV отраслевая конференция молодых специалистов «МПО-МС-2005». СПб.: 2005. С. 170-173. (автор -100%).

6. Квирая И.А. (Эмбиль И.А.), Мартыненко A.M., Попов Н.М., Пугачев С.И., Мапышкина О.В., Барабанова Е.В. Экспериментальное исследование процесса металлизации пьезокерамики в СВЧ-электромагнитном поле. //Вестник ТвГУ. Серия «Физика». 2009. №24. С. 52-66. (автор - 20%).

7. Александров П.И., Пугачев С.И., Эмбиль И.А. Оптимизация технологии изготовления пьезокерамических элементов посредством металлизации в СВЧ-элекгромагнитных полях. В сб. научных трудов международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2009». Одесса: 2009. Т.4. Технические науки. С. 5-10. (автор - 50%).

8. Малышкина О.В., Мовчикова A.A., Барабанова Е.В., Го-ловнин В.А., Дайнеко A.B., Соловьев М.А., Эмбиль И.А., Пугачев С.И. Пироэлектрические свойства пьезокерамических материалов //Вестник ТвГУ. Серия «Физика». 2010. Выпуск 8. С. 85101. (автор - 20%).

9. П.И.Александров, П.В.Хмара, И.А.Эмбиль. Автоматизированный расчет электрофизических параметров пьезокерамических элементов. XXIX отраслевая научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов «МПО - MC - 2010». СПб.: 2011. С. 148-151. (автор - 35%).

Издательство СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 25.04.2011. Зах. 4144. Тир.100.1,0 печ. л.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Эмбиль, Илона Аршалиевна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ

ПЬЕЗОКЕРАМИКА-МЕТАЛЛ

1.1. Способы металлизации керамических материалов

1.2. Металлизация пьезокерамики

1.3. Постановка задач исследования

Глава 2. РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ

В СВЧ-ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

2.1. Дисперсия диэлектрической проницаемости и потерь пьезокерамики

2.2. Определение оптимального диапазона частот электромагнитного поля

2.3. Определение оптимального способа передачи энергии электромагнитного поля в образцы

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОНЫ

КОНТАКТА ПЬЕЗОКЕРАМИКА-МЕТАЛЛ

3.1. Подготовка образцов для исследования

3.2. Методика эксперимента

3.3. Экспериментальные результаты

3.4. Обсуждение результатов

Глава 4. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ

4.1. Определение электрофизических параметров

4.2. Исследование состояния поляризации

4.3. Автоматизированный расчет электрофизических параметров

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование акустических пьезокерамических элементов с электродами, нанесенными различными способами"

Актуальность проблемы

Пьезокерамические элементы (ПКЭ) - основа большинства акустических систем, применяемых в различных отраслях промышленности — от электро- и гидроакустики до приборостроения и машиностроения. В то же время создание электродов на поверхности пьезокерамики (металлизация) — одна из определяющих операций технологического процесса изготовления ПКЭ. Это обусловлено тем, что электроды играют роль основных рабочих узлов, без которых невозможно создание и последующее функционирование ПКЭ.

Промышленный способ металлизации пьезокерамики - вжигание се-ребросодержащих паст в электрических печах сопротивления — имеет ряд недостатков. К основным из них относится большая продолжительность процесса, составляющая несколько суток, и недостаточная в ряде случаев адгезионная прочность соединений пьезокерамика — металл.

Альтернативным способом оптимизации рассматриваемого процесса металлизации является применение высокочастотного (ВЧ) электрического поля. Эксперименты показали, что вжигание серебросодержащих паст в электрическом поле мегагерцового диапазона частот по схеме «стартового диэлектрика» существенно сокращает продолжительность металлизации, повышает адгезионную прочность соединений пьезокерамики с металлом при сохранении требуемых значений электрофизических параметров ПКЭ.

В то же время эксперименты показали, что применяемые в качестве технологического оборудования для ВЧ-металлизации пьезокерамики промышленные установки диэлектрического-нагрева не рассчитаны на эксплуатацию при рабочих (800-850°С) температурах нагрева образцов. Кроме того, используемый в качестве «стартового диэлектрика», без которого процесс ВЧ-металлизации не происходит, асбестосодержащий материал токсичен, его применение в промышленности ограничено.

Дальнейшим шагом на пути применения электрофизических полей для создания электродов на пьезокерамике из серебросодержащих паст является использование электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ).

Обоснованием такого подхода служат исследования характеристик moho- и поликристаллических сегнетоэлектриков в диапазоне СВЧ, а также представления о физике и технике СВЧ-нагрева диэлектриков.

Цель работы

Поставленная цель позволила сформулировать основные задачи диссертационной работы следующим образом: обосновать выбор способа нанесения металлических электродов на пьезокерамику; разработать физическую модель процесса СВЧ-металлизации пьезо-керамических материалов системы цирконата-титаната свинца (ЦТС); экспериментально исследовать основные технологические факторы процесса СВЧ-металлизации пьезокерамики; физическими методами исследовать зону контакта пьезокерамика — металл, образующуюся при металлизации пьезокерамики различными способами; исследовать электрофизические характеристики ПКЭ различной конфигурации, изготовленных с применением различных способов металлизации пьезокерамики.

Научная новизна

1. Разработана физическая модель металлизации пьезокерамики в СВЧ-электромагнитном поле. Обоснован выбор оптимального диапазона частот поля и определен оптимальный способ передачи, энергии электромагнитного поля вкметаллизируемые пьезокерамические образцы.

2. Методом локального рентгеноспектрального анализа определены глубина и характер проникновения серебра в пьезокерамику при различных способах вжигания серебра: промышленном, в ВЧ -электрическом поле и в СВЧ-электромагнитном поле.

3. Исследовано состояние поляризации в ПКЭ, изготовленных с применением различных способов металлизации, определены коэффициенты тепловой диффузии и профили пироэлектрического коэффициента.

Практическая ценность

2. Определены электрофизические параметры ПКЭ различной, в том числе сложной, конфигурации.

3. Разработана; и; реализована программа автоматизированного расчета электрофизических (ЭФ) параметров ПКЭ выбранных типоразмеров.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Эффективность повышения частоты электромагнитного поля, используемого для нагрева пьезокерамики, обусловлена увеличением: фактора потерь, снижением напряженности электрической составляющей поля, а также поверхностным эффектом.

3. Воздействие СВЧ-поля приводит к ,увеличению коэффициента диффузии серебра по границам зерен пьезокерамики:

4. Способ нанесения металлических электродов на поверхность пьезо-керамики оказывает влияние на физико-механические и электрофизические характеристики пьезокерамических элементов.

Апробация работы

Диссертационная работа заслушана и одобрена 12 апреля 2011 г. на расширенном заседании кафедры физики СПбГМТУ; основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 11-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-11 (г. Екатеринбург) 2005; 6-ой международной конференции по морским интеллектуальным технологиям «МОРИНТЕХ-2005» (г. Санкт-Петербург) 2005; XXIV-ой отраслевой конференции молодых специалистов «Морское подводное оружие. Необитаемые подводные аппараты. Вопросы проектирования, конструирования и технологий, МПО - МС - 2005 (г. Санкт-Петербург) 2005; международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» (г. Одесса) 2009; International conference «Functional materials and nanotechnologies 2010» (Riga) 2010; XXIX-ой отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Морское подводное оружие. Морские подводные роботы: Вопросы проектирования, конструирования и технологий, МПО — МС — 2010» (г. Санкт-Петербург) 2011. Имеется акт внедрения.

Заключение диссертации по теме "Акустика"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Рассмотрены современные способы формирования соединений керамика - металл, при этом особое внимание уделено процессу металлизации керамики вжиганием серебросодержащих паст.

Обоснован выбор способа металлизации пьекерамики, основанного на воздействии СВЧ-электромагнитного поля, и сформулированы теоретические, экспериментальные и технологические задачи исследования.

2. Разработана физическая модель процесса металлизации пьезокера-мики в СВЧ-электромагнитном поле.

Рассмотрены теоретические и экспериментальные результаты исследования дисперсии диэлектрических характеристик сегнетоэлектриков.

Определен оптимальный диапазон частот электромагнитного поля и обосновано использование для металлизации пьезокерамики СВЧ-электромагнитного поля.

Определен оптимальный способ передачи энергии СВЧ-поля в пьезо-керамические образцы, обеспечивающий нагрев образцов в поле стоячей волны объемного резонатора.

3. Экспериментально исследована зона контакта пьезокерамика - металл, образующаяся при металлизации пьезокерамики различными способами.

На выбранном с учетом результатов физического^ моделирования оборудовании разработаны технологические режимы СВЧ-металлизации образцов из пьезокерамических материалов системы цирконата — титаната свинца (ЦТС).

Показано, что СВЧ-металлизация приводит к повышению, в среднем на 15%, адгезионной прочности соединений пьезокерамика - металл по сравнению с промышленной технологией при сокращении продолжительности металлизации в 8 - 10 раз.

Методом локального рентгеноспектрального анализа исследован характер распределения элементов соединения пьезокерамика - металл в зоне их контакта.

Установлено, что при СВЧ-металлизации достигается наибольшая глубина проникновения серебра в выбранные пьезокерамические материалы, что объясняется интенсивной диффузией серебра по границам зерен пьезоке-рамики.

4. Экспериментально исследованы электрофизические (ЭФ) параметры и состояние поляризации пьезокерамических элементов (ПКЭ), изготовленных с применением различных способов металлизации.

На образцах из материалов ЦГС-,19 и ЦТБС-3 методом прямоугольной тепловой волны одной частоты исследовано распределение поляризации во внутреннем объеме пьезокерамики. Определены коэффициенты тепловой диффузии в образцы и выполнен расчет профилей поляризации.

Установлено, что при напылении серебряной черни на поверхность электродов, нанесенных различными способами, вблизи поверхности пьезокерамики возникает слой с повышенным значением поляризации. Толщина слоя (5 — 6 мкм) соизмерима с определенной в работе глубиной проникновения серебра в пьезокерамику.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Эмбиль, Илона Аршалиевна, Санкт-Петербург

1. Керамика и ее спаи с металлом в технике //Под ред. В.А.Преснова и Н.А.Иофиса. -М.: Атомиздат, 1969.-231 с.

2. Батыгин В.Н., Метелкин И.И., Решетников A.M. Вакуумно-плотная керамика и ее спаи с металлами. — М.: Энергия, 1973. — 409 с.

3. Аппен A.A. Температуроустойчивые неорганические покрытия. Л.: Химия, 1976. -296 с.

4. Метелкин И.И., Павлова М.А., Поздеева Н.В. Сварка керамики с металлами. -М.: Металлургия, 1977. -159 с.

5. Конюшков Г.В., Зотов Б.М., Меркин Э.И. Ферриты и их соединения с металлами и керамикой. М.: Энергия, 1979. -232 с.

6. Термостойкие диэлектрики и их спаи с металлом в новой' технике //Под ред. М.Л.Любимова М.: Атомиздат, 1980. -246 с.

7. Белинская Г.В., Харитонов Ф.Я., Смирнова Е.П., Костюков Н.С. Металлизация и пайка оксидной керамики. — Владивосток: ДВО РАН СССР, 1988. -69 с.

8. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. — Киев: Наукова думка, 1972. -196 -с.

9. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. — М:: Химия, 1974.- 413с.

10. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. — М.: Химия, 1976. -231 с.

11. Данилин Б.С. Вакуумная техника в производстве интегральных схем. — М.: Энергия, 1972. -256 с.

12. Металлизация в вакууме (сб. статей). Рига: Авотс, 1983. -167 с.

13. Бушлинский И.П. Изготовление элементов конструкции СВЧ. — М.: Высшая школа, 1979. -304 с.

14. Герасименко A.A., Микитюк В.И. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий. — М.: Машиностроение .1978.- 115с.

15. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. М.: Машиностроение. 1985. Т. 1. -240 с. Т. 2. -248 с.

16. Мицкевич А.М., Пугачев С.И: Ультразвуковая сварка и металлизация. — М.: Машиностроение. 1979. -58 с.

17. Прохоренко П.П., Пугачев С.И., Семенова Н.Г. Ультразвуковая металлизация материалов. — Минск: Наука и техника. 1987. -271 с.

18. Клубович В.В., Тявловский М.Д., Ланин B.JI. Ультразвуковая пайка в радио- и приборостроении. Минск: Наука и техника. 1985. -263 с.

19. Глозман И.А. Пьезокерамика. М.: - Энергия, 1972. -288 с.20; Афанасьева М.А., Королев >Н.В., Трофимов А.К., Хомылева И.М. // Вопросы радиоэлектроники Серия IV — 1961 — Вып 6 — С. 55-74.

20. Хомылева И.М., Афанасьева М.А., Гиндин Е.И. // Вопросы радиоэлектроники Серия ПГ- 1962 - Вып. 2 - С. 42-54.

21. Лихов А.Б., Рудяк В.М., Пугачев С.И., Хохлов Д.Н. Физические процессы при металлизации пьезокерамики в высокочастотном электрическом поле. // Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики —Тверь: Издание ТГУ — 1993-С. 48-53.

22. Пугачев С.И. Металлизация пьезокерамики- в высокочастотном электрическом поле. В" кн.: «Температуроустойчивые функциональные покрытия» СПб.: - 1997 - Т. Г - С. 120-127.

23. Большакова H.H., Иванов В.В., Лихов А.Б., Пугачев С.И., Черешне-ва H.H. Металлизация пьезокерамики в высокочастотном, поле. // Пьезотех-ника-97 Обнинск: 1997 - С. 228-233.

24. Легуша Ф.Ф., Лифсон В.Э.-Я., Пугачев С.И. Физические и технологические задачи металлизации пьезокерамики в высокочастотном электрическом поле. // Ультразвуковые технологические процессы — 98. — СПб.: 1998 — С. 225-228.

25. Патент РФ № 2256634. Способ металлизации пьезокерамических элементов. / Бернштейн Л.А., Легуша Ф.Ф., Лифсон В.Э.-Я., Мартыненко A.M., Попов Н.М., Прошкин С.Г., Пугачев С.И. Опубл. 20.07.2005 Бюл. № 20.

26. Диэлектрики и радиация. Книга 2. в и tg5 при облучении // Под ред. Н.С.Костюкова. М.: Наука, 2002. -326 с.

27. Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков. — Киев: Наука и думка, 1980. -315 с.

28. Желудев И.С. Основы сегнетоэлектричества. — М.: Атомиздат, 1973. -472 с.

29. Титанат бария. // Под ред. Н.В.Белова М.: Наука, 1973. -264 с.

30. Бурсиан Э.В. Нелинейный кристалл титаната бария. М.: Наука, 1974. -295 с.

31. Лайнс М., Глас А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. — М.: Мир, 1981.-736 с.

32. Физика сегнетоэлектрических явлений // Под ред. Г.А.Смоленского -Л.: Наука, 1985.-396 с.

33. Иона Ф., Ширане Д. Сегнетоэлектрические кристаллы. — М.: Мир, 1965. -555 с.

34. Вендик О.Г., Платонова Л.М., Соколов А.И. Параметрический механизм потерь в сегнетокерамике в сильных СВЧ-полях. // Известия АН СССР Серия физическая - 1969 - Т. 33 -№ 7. - С. 1167-1169.

35. Di Domenico M.F., Johnson D.A., Pantell R.H. Ferroelectric harmonic generator and the large signal microwave characteristics of a ferroelectric ceramic. // J. Appl. Phys - 1962 - V. 33 - № 5 - P. 1697 - 1706.

36. Вакс В.Г. Введение в микроскопическую теорию сегнетоэлектричества. -М.: Наука, 1973. -327 с.

37. Гуревич В.Л. О диэлектрической релаксации в кристаллах //ФТТ — 1979 Т. 21-№ 11-С. 3453-3461.

38. Таганцев A.K. О влиянии слабого электрического поля на диэлектрические потери в центрально-симметричных сегнетоэлекетриках типа смещение //ЖЭТФ 1979 - Т. 77 - № 5 - С. 1993-2004.

39. Вендик О.Г. Затухание сегнетоэлектрической моды в кристаллах типа SrTi03 //ФТТ 1975 - Т. 17 - № 6 - С. 1683-1690.

40. Майер И.О., Соколов А.И., Таганцев А.К. Об механизме образования центрального пика в динамическом форм-факторе сегнетоэлектрика //ФТТ 1980 - Т. 22 - № 5 - С 1526-1529.

41. Stern S.E., Lurio A. Dielectric Properties of BaTi03 Single Crystal in the Paraelectric State from 1 kc/s. to 2000 Mc/s. // Phys. Rev. 1961 - V. 123 - № 1 -P. 117-123.

42. Nakamura E., Furuichi J. Measurement of microwave dielectric constants of ferroelectrics. Pt I. Dielectric constants of BaTi03 single crystal at 3,3 кМс/s. //J. of Phys. Soc. Japan 1960- V.15-№11 - P. 1955-1960.

43. Balantyne J.M. Frequency and Temperature Re — sponse of the Polarization of Barium Titanate //Phys. Rev., Tech Rep. 188, March 1964 V. 136, №2 - P.A429-433.

44. Powles J.G., Jackson W. The Measurement of the Dielectric Properties of High permittivity Materials of Centimetre Wavelengths // Proc IEE — 1949 — V. 96-Pt.3-P. 383-389.

45. Iwayanagi H. Measurement of Permittivity of Mixed Barium and Strontium Titanate in 3,000 Mc/s Region // J. Phys. Soc. Japan 1953 - V.8 - № 4 -P. 525-530.

46. Поплавко Ю.М., Цыкалов В.Г. Диэлектрическая проницаемость ти-таната бария на миллиметровых волнах // ФТТ — 1966 — Т.8 — № 10 С. 31123114.

47. Stanford A.L. Dielectric Resonance in Ferroelectric Titanes in the Microwave Regions // Phys. Rev. 1961 -V.124 - № 2 - P. 408-410.

48. Schmitt H.J. Dielektrizitätskonstante von Bariumtitanat bei 10 GHz // Zs. angew. Phys. 1957 - Bd 9 - Hf. 3 - S. 107-111.

49. Смоленский Г.А. Крайник H.H. Достижения в области сегнетоэлек-тричества // УФН 1969 - Т. 97 - № 3 - С. 657-696.

50. Боков В.А., Мыльникова И.Е. Электрические и оптические свойства монокристаллов сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом // ФТТ — 1961 Т. 3 - № з с. 841-853.

51. Исупов В.А. Диэлектрическая проницаемость ниобатов и тантала-тов двухвалентных металлов // Изв. АН СССР — Серия физическая 1964 — Т. 28-№ 10-С. 653-655.

52. Поплавко Ю.М., Цикалов В.Г., Молчанов В.И. Метод резонанса ко-роткозамкнутого отрезка линий передачи для СВЧ-исследований сегнетоэлектриков // ФТТ 1968 - Т. 10 - № 11 - С. 3425-3427.

53. Johnson D.A., Mallory К.В., Miller R.H., Pantell R.H., Szente P.A. Small Signal Characteristics of Ferroelectric Ceramics at Millimeter Wavelengths // Proc. IEEE 1963 - V.51 - № 2 - P. 332-339.

54. Вербицкая Т.Н., Федотова B.T., Черкудинов A.C., Лифшиц Ю.А. Исследовании е диэлектрической проницаемости и потерь сегнетокерамики в параэлектрической фазе. // Изв.АН СССР — Серия физическая — 1969 Т. 33 - № 7 - С. 1176-1179.

55. Мурзин В.Н., Пасынков Р.Е., Соловьев С.П. Сегнетоэлектричество и динамика кристаллической решетки // УФН — 1967 — Т. 92 — № 3 — С. 427478.

56. Gerson R., Heterson J.M., Rote D.R. Dielectric Constant of Lead Tita? nate Zirconate Ceramic at High Frecuency. // J. Appl. Phys. —1963 — V. 34 — № 11 -Pi 3242-3245.

57. Квирая И.А., Мартыненко A.M., Попов H.M., Пугачев С.И. Металлизация пьезокерамики в СВЧ-поле. // Металлообработка 2009 - № 3 -С. 21-25.

58. Установки индукционного нагрева // Под ред. А.Е.Слухоцкого Л.: Энергоиздат, 1981.-С. 328.

59. Барышников С.В., Рычгорский В.В., Бурсиан Э.В. // Полуметаллы и полупроводники — Л.: 1975. -С. 22-24.

60. Григорьев А.Д. Электродинамика и техника СВЧ. — М.: Высшая школа, 1990. -С. 335.

61. Материалы пьезокерамические. Технические условия. OCT II 0444-87.-М- 1987.-144 с.

62. Подводные электроакустические преобразователи. Справочник. // Под ред. В.В .Богородского — Л.: Судостроение, 1983. 248 с.

63. Шарапов В., Мусиенко М., Шарапова Е. Пьезоэлектрические датчики. // Под ред. В.М.Шарапова. М.: Техносфера, 2006. -632с.

64. Ковнеристый Ю.Н., Лазарева И.Ю., Раваев A.A. Материалы, поглощающие СВЧ-излучение. -М.: Наука, 1982. -164 с.

65. Вермикулит. Физико-химические свойства, использование. Апатиты: Кольский филиал АН СССР, 1987.

66. Гордеева Л.А., Мороз Э.М., Руденко H.A., Аристов Ю.И. Формирование пористой структуры вермикулитов в процессе вспучивания. // ЖПХ -2002 Т. 75 - Вып. 3. -С. 371-374.

67. Тронева Н.В., Тронева М.А. Электронно-зондовый микроанализ неоднородных поверхностей (в свете распознавания образцов). — М.: Металлургия, 1996. -205 с.

68. Ерофеев A.A., Пугачев С.И., Третьяков В.В. Физико-химические аспекты технологии формирования серебряного контакта на поверхности пьезокерамики системы ЦТС в высокочастотном электрическом поле. «Пье-зотехника-96». —Барнаул: 1996. С. 5-6.

69. Малышкина О.В., Мовчикова A.A. Расчет координатных зависимостей эффективного значения пирокоэффициента в условии прямоугольной модуляции теплового потока с использованием цифровых методов обработки сигнала // ФТТ 2006 - Т. 48 - № 6 -С. 965-966.

70. Малышкина О.В., Мовчикова А.А., Suchaneck G. Новый метод определения,координатных зависимостей пиротока в сегнетоэлектрических материалах// ФТТ 2007 - Т. 49 - № 11 -С. 2045-2048.

71. Малышкина О.В., Мовчикова А.А. Метод тепловых волн как способ определения'профиля поляризации в сегнетоэлектрических материалах // ФТТ-2009-Т. 51 —№ 7 -С.1307-1309.

72. Квирая И.А., Мартыненко A.M., Попов Н.М., Пугачев С.И., Малышкина О.В., Барабанова Е.В. Экспериментальное исследование процесса металлизации пьезокерамики в СВЧ-электромагнитном поле //Вестник ТвГУ. Серия «Физика». 2009. Выпуск 5. С. 52-66.

73. Малышкина О.В., Мовчикова А.А., Барабанова Е.В., Головнин В.А., Дайнеко А.В., Соловьев М.А., Эмбиль И.А., Пугачев С.И. Пироэлектрические свойства пьезокерамических материалов //Вестник ТвГУ. Серия «Физика». 2010. Выпуск 8.,- С. 85-101.

74. O.V.Malyshkina, A.A.Movchikova, E.V.Barabanova, A.Belousov, I.A.Embil, S.I.Pugachev. Influence of natural aging on the polarization profile in PZT-based ceramics. International conference «Functional materials and nano-technologies 2010». Riga. P. 51.

75. Новик B.K., Гаврилова Н.Д., Фельдман Н:Б. Пироэлектрические преобразователи. Советское радио, М.:1979. -176 с.

76. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. Мир, М.: 1964. -488 с.

77. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. Теплотехника. Высшая школа -Ml: 2005. -671 с.

78. Телегин А.С., Швыдкий B.C., Ярошенко Ю.Г. Тепло-массоперенос. -Академкнига. -М.: 2002. -455 с.1953.-787 с.

79. Шашков А.Г., Бубнов В.А., Яновский С.Ю. Волновые явления теплопроводности. Системно-структурный подход. УРСС, М.: 2004. -290 с.

80. Соболев С.Л. Локально-неравновесные модели процессов переноса // УФН 1997 - Т. 167 - №10 - С.1095-1106.

81. Пьезокерамические преобразователи. Справочник /Под ред. С.И.Пугачева. Судостроение —Л.: 1984. -256 с.

82. Прудько Н.И., Писаренко Г.Г., Хаустов В.К. Методы определения параметров электроупругих колебательных систем. -ИПП АН УССР. -Киев: 1990. -47 с.