DE1058631B - Verfahren zur Laengsvorpolarisierung eines aus mindestens einer Schicht aus piezo-eletrischem Material bestehenden Koerpers - Google Patents

Description

• Verfahren zur Längsvorpolarisierung eines aus mindestens einer Schicht aus piezo-elektrischem Material bestehenden Körpers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Längsvorpolarisierung eines Körpers, der aus mindestens einer Schicht aus homogenem, polykristallinischem, keramischem, piezoelektrischem Material mit remanenten Polarisationseigenschaften besteht, bei dem die Vorpolarisierung in einem Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit erfolgt und die Hauptflächen der Schicht mit einer Anzahl paralleler, sich in ihrer Längsausdehnung senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung im Körper erstreckender Elektroden versehen sind und die Polarisation zwischen zwei benachbarten Paaren von einander zugeordneten Elektroden gegensinnig ist. Ein solches Verfahren ist aus der USA.-Patentschrift 2 540 187 bekannt. Dabei liegen sich die auf beiden Hauptflächen angeordneten Elektroden genau gegenüber. Die Polarisierungsspannung wird so an die Elektroden gelegt, daß sich gegenüberliegende Elektroden gleiche, auf einer Hauptfläche nebeneinanderliegende Elektroden verschiedene Polarität erhalten. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß infolge der Lage der verschiedenen Elektroden ein Teil des bei der Vorpolarisation auftretenden Kraftlinienbündels längs der Oberfläche des Körpers außen um das Material herum verläuft, was oft Überschläge an der Oberfläche herbeiführt.
• Das Verfahren nach der Erfindung, bei dem der genannte Nachteil in beträchtlich geringerem Maße auftritt, besteht darin, daß der eine Pol der Polarisationsspannung an die auf der einen Hauptfläche liegenden Elektroden und der andere Pol an die auf der anderen Hauptfläche liegenden Elektroden angelegt wird, die zwischen je zwei benachbarten Elektroden der ersten Hauptfläche angeordnet sind. Auf diese Weise wird der Umstand zunutze gemacht, daß infolge der erwähnten Lage der Elektroden das ganze Kraftlinienbündel das Material durchsetzt.
• Das Verfahren nach der Erfindung hat gegenüber dem bekannten den Vorteil, daß man zur Erzielung gleicher Kapazität mit der Hälfte der Elektrodenoberfläche auskommt und trotzdem die gleiche Ausgangsspannung erhält.
• Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn eine große Anzahl von Körpern zugleich vorpolarisiert werden soll. Beim bekannten Verfahren werden die Körper z. B. in einem Bad mit Öl als Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit vorpolarisiert, wobei ein Durchschlag das Bad für eine nächste Polarisation ungeeignet macht, so daß eine laufende Produktion nicht möglich ist. Dieser Nachteil tritt bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung bereits dadurch in viel geringerem Maße auf, weil, wie bereits erwähnt, die Überschlagsgefahr an sich schon herabgesetzt worden ist. Soweit unter diesen beträchtlich günstigeren Umständen immer noch elektrische Überschläge zu befürchten sind, werden diese vorzugsweise dadurch praktisch völlig vermieden, daß als Mittel mit hoher Durchschlagsfestigkeit ein gasförmiges Mittel, zweckmäßig ein Fluorchlormethan, wie z. B. C F2 C12, verwendet wird.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt einen nach dem bekannten Verfahren vorpolarisierten Körper, und Fig. 2 zeigt einen Körper, der nach dem Verfahren nach der Erfindung vorpolarisiert wird.
• In Fig. 1 ist ein Körper aus keramischem, piezoelektrischem Material, z. B. Ba Ti 03, mit 1 bezeichnet, auf dessen Hauptflächen Elektroden 2, 3, 4, 5, 6 und 7 angebracht sind. Hierbei bilden die Elektroden 2, 3 und die Elektroden 3, 4 auf der oberen Hauptfläche je ein Elektrodenpaar; ebenso bilden die Elektroden 5, 6 bzw. 6, 7 auf der unteren Hauptfläche je ein Elektrodenpaar. Bei diesem bekannten Verfahren ist die Vorpolarisierung so durchgeführt, daß sie zwischen benachbarten Elektrodenpaaren (2, 3 und 3, 4) gegensinnig ist. Infolge der Anordnung der verschiedenen Elektrodenpaare ist die Konzentration des Kraftlinienbündels längs der Oberfläche des Materials am größten, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Dies gibt des öfteren zu Überschlägen längs der Körperoberfläche Veranlassung. In Fig. 2 ist der Körper aus keramischem, piezo-2lektrischem Material mit 8 bezeichnet, auf dessen Hauptflächen Elektroden 9, 10 und 11 angebracht sind. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß der eine Pol der Polarisationsspannung an die auf der oberen Hauptfläche liegenden Elektroden 9 und 10, der andere Pol an die Elektrode 1i angelegt wird, die auf der unteren Hauptfläche zwischen den beiden benachbarten Elektroden auf der oberen Hauptfläche angeordnet ist. Auf diese Weise bilden -inerseits die Elektroden 9, 11, andererseits die Elektroden 10, 11 ein Elektrodenpaar. Durch diese Elektrodenanordnung wird erreicht, daß das ganze Kraftfinienbündel das Material durchsetzt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Längsvorpolarisierung eines Körpers, der aus mindestens einer Schicht aus homogenem, polykristallinischem, keramischem, piezoelektrischem Material mit remanenten Polarisationseigenschaften besteht, bei dem die Vorpolarisierung in einem Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit erfolgt und die Hauptflächen der Schicht mit einer Anzahl paralleler, sich in ihrer Längsausdehnung senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zur Polarisationsrichtung im Körper erstreckender Elektroden versehen sind und die Polarisation zwischen zwei benachbarten Paaren von einander zugeordneten Elektroden gegensinnig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol der Polarisationsspannung an die auf der einen Hauptfläche liegenden Elektroden und der andere Pol an die auf der anderen Hauptfläche liegenden Elektroden angelegt wird, die zwischen je zwei benachbarten Elektroden der ersten Hauptfläche angeordnet sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel von hoher Durchschlagsfestigkeit ein gasförmiges Mittel, zweckmäßig ein Fluorchlormethan, wie z. B: C F2 C12, verwendet wird.
3. 3. Körper, der aus mindestens einer Schicht aus homogenem, polykristallinischem, keramischem, piezoelektrischem Material mit remanenten Polarisationseigenschaften besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mittels des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche vorpolarisiert ist.