Способ металлизации заготовок пьезокерамических элементов

(54) СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ЗАГОТОВОК рПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВСпособ металлизации заготовок пьезокерамических элементов, вшпочающий нанесение многослойного металлизационното покрытия путем вакуумного напыления адгезионные подслоя титана с последующим нашялевием на него основною слоя медного электрода, отличающийся тем, что предварительно в едином технологическом цикле с вакуумным напвппением проводят активирование поверхности кератшки(71) Заявитель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит (ВУ)(73) Патентообладатель Витебский завод ра диодеталей производственного объединения Монолит (ВТ)путем ее очистки в плазме высокочастотного разряда в среде аргона, а на основной слой медного электрода дополнительно напылятот защитили-слой никеля.пьезокерамики, и может быть ИСПОЛЪЗОВЗНО при изготовлении пьезокерамических элементов Известен способ серебрения (металлизации) заготовок пьезокерамических злемеитов,включающий очистку металлизируемой поверхности, нанесение слоя металлосодержащей пасты с последующим его вжиганием 1. Данный способ достаточно прост п, технологичен, но в то же время не обеспегшваетсущественного повышения прочности сцепленияметалла (покрытия) с керамикой, характеризуется достаточно высокой длительностью технологического цикла и практически требует применения паст на основе драгметадшов, чтоНаиболее близким техническим решением к изобретению является способ металлизациикерамики, включающий напыление в одтом технологическом цикле при давлении 10 104 мбар первою слоя, состоящего из титана,циркония, гафнии или оксида меди толщиной более 10 нм,и последующего слоя, содержащего серебро, золото или медь с последующимнаращиванием второю слоя до толщины 0,0040,02 мм и окончательньш спеканием слоев в печи 2.Этот способ предназначен для металлизации керамики и позволяет получить высокую прочность сцепления металла с керашгкой и удовлегворитедгьные электрические характеристики изделий.Существенным недостатком способа является то, что он, в силу своих технологических особенностей, требует операции спекания метал лизационных слов в печи, не исключаетприменения драгметадшов и не обеспечивает дальнейшего более существенного повышения прочности сцепления металлизационного покрытия с керамикой из-за наличия операции спекания слоев в петш, что в свою очередь ограничивает возможность получения более высокого технического результата.Предлагаемый способ позволяет устранить нодостатки известных способов и обеспечивает достижение более высокого технического результата, заключающегося в повыше прочности сцепления металла с керамикой, сшжении трудоемкости и стоимости процесса меташшзации путем исключения операции температурного спекания и исключения применения драгмегаллов бы ухудшения электропарамегров пьезоэлементов.(Ь/щность изобретения заключается в том, что в заявляемом способе меташгизацгги заготовок ПЪЕЗОКВРЗМПЧВСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ВШПОЧЗЮЩЕМ нанесение многослойного металлизационною покрытия путем вакуумного напыления адгезионного подслоя титана с последующим напылением на него основною слоя медного электрода, вышеуказанный технический результат достигается тем, что предварительно в едином технологическом цикле с вакуумным напылением проводят активирование поверхНОСТИ КСРЗМИЗШ ПУТЕМ ее ОЧИСТКИ В плазме высокочастотного разряда в среде аргона, а на основной слой медного электрода дополнительно наиыляют защитный слой ншцаля.В данном случае повышение прочности сцепления металла с керамикой, снижение трудоемкости и стоимости процесса металлизации обеспечивается тем, что очистка в плазме высокочастотногоразряда позволяет устранить с металлизируемой поверхности инородные частицы, не имеющие с ней прочной механической связи, в результате чего достигается позволение прочности сцепления электрода с керамикой. Этому же способствует и ПРВДВВРНТШШПОВ напыление аштезиониого подслоя титана. Выполнение операцийв едином технологическом цикле снижаетбтрудоеьпсость процесса металлизации и исшпочает необходимость такой опера- как спекание металлизациониык, слоев, а о енности процесса меташшзащш в совокуп 5ности исключают приложение драгметшшов,что снижает стоимость процесса и удешевляет изделия без ухудшеъщя их электропараметров.Возможность осуществления изобретения подтверждается нижеприведенными сведениями, относящимися к выполнению способа и к результатам экспериментальной проверки.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Предварительно полученные и отшлифованные заготовки пьезоэлементов загружают впарителем установки вакуумного напыления,герметично ее закрывают и производят откачку воздуха. После этого производят активирование поверхностей заготовок, для чего включают установку и воздействуют на заготовки плазмой высокочастотного разряда в среде аргона, добиваясь тем самым качественной ОЧИСТКИ И ГОТОВНОСТИ К ПОКРЫТШО МЕТШШОМ. При этом оптимальными параметрами активирования являются значения тока разряда в пределах 1 А и давления аргона порядка 2 пА. ПОСЛЕ активирования ПОВЕРХНОСТИ ЗЗГОТОВОК осуществляют нанесение многослойного металлизационного покрытия в едином технологическом цикле с высокочастотной очисткой. Для этого заготовки нагревают до 40-50 С, устанавливают ток накала испарителей и произВОДЯТ ВЗКУУМНОВ НВПЫЛБНИС ЗДГЕЗИОННОГО подслоя титана толщиной 0,02 мкм при токе разряда ЗА, затем слоя основного медного электрода толщиной 0,8 шсм при токе разряда З-5 А и защитного слоя никеля толщиной 0,2 шкм при токе разряда 2 А. Затем установку отключают, заготовки в кассете перегружают для металлизации протоположной поверхноСТИ ПЬСЗОЭЛВМВЕТОХЪЙ-ЪНКРЪШЗЮТ установку И производят металгшзацию ВЫШСОПИСЗНЕЪЦФ Образом. Заметаллизированные заготовки выгру жагот и передают на последующие операции изготовления пьоэлементов.Возможность воспроизводства способа и пье зоэлектрические свойства пьезоэлементов подтверждаются результатами экспериментальной проверки, сведения о. которых предены в табл. 1. Как следует из табл.1, предлагаемый способ в сравнении с известным обеспечивает повышение прочности сцепления электрода с керамикой в 1,3-1,5 раза при снижении трудоемкости в 1,416 раза без ухудшения электропараметров изделий и при исключении применения драгметаллов.Практическое применение способа в пьезокерамичешом производстве позволяет повысить производнтельностьгбнпзитъ трудоемкость процесса металлизации и исключить притенение драгметалдгов.Пед, Трудоем ИССЛСДУСМЫС СПОСОбЫ КГ/ ММЗ КОСТЬ1000 шт,1 заявляемый 11-1,6 Известный заявка ЕР Не 0230853 08-1Государствевнбе патентное ведомство Республики Бешрусь. 220072, г. Мицск, проспект Ф. Скоринн, 66.