Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Ультразвуковое формообразование тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров Рытов Евгений Юрьевич

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рытов Евгений Юрьевич. Ультразвуковое формообразование тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров : Дис. ... канд. техн. наук : 01.04.06, 05.02.08 : Санкт-Петербург, 2004 92 c. РГБ ОД, 61:05-5/70

Введение к работе

'' '

Актуальность проблемы

В технологическом процессе изготовления пьезокерамики формообразование является одной из важнейших операций, в значительной степени определяющей эксплуатационные характеристики пьезокерамических элементов (ПКЭ) - излучателей и приемников звука (ультразвука).

В то же время недостатки основного промышленного способа формообразования пьезокерамики - холодного одноосного прессования в металлических пресс-формах, - в наибольшей степени проявляющиеся при изготовлении ПКЭ сложной конфигурации, определяют актуальность поисков и разработки новых способов формообразования.

Теоретическими и экспериментальными работами последних лет показана эффективность использования в процессе формообразования изделий из мелкодисперсных металлических и неметаллических порошков вибраций в широком диапазоне частот -от сотен Гц до десятков кГц.

Применительно к формообразованию изделий из мелкодисперсных неметаллических порошков лучшие результаты получены при использовании ультразвуковых колебаний (УЗК), т. е. в процессе ультразвукового формообразования.

В то же время предложенный в ряде работ физический механизм ультразвукового формообразования носит качественный характер и реализован применительно к образцам сравнительно простой геометрической формы, например пьезокерамическим элементам в форме диска.

Актуальной задачей является разработка технологических режимов ультразвукового формообразования, обеспечивающих создание ПКЭ сложной конфигурации с высокими значениями электрофизических параметров, а также повышение производительности разработанного процесса.

Цель работы

Разработка новой физической модели ультразвукового формообразования пьезокерамики и ее применение для создания технологии изготовления ПКЭ сложной конфигурации - тонкостенных протяженных цилиндров.

РОС >. > "\ЛЬНАЯ

» 3 ЖА

Поставленная цель позволила сформулировать основные задачи диссертационной работы следующим образом:

обосновать выбор способа ультразвукового формообразования применительно к проблеме изготовления ПКЭ заданной конфигурации;

разработать физическую модель процесса ультразвукового формообразования неметаллических порошков и конкретизировать ее основные положения для создания тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров;

экспериментально исследовать основные технологические факторы процесса ультразвукового формообразования тонкостенных пьезокерамических цилиндров; физическими методами исследовать структуру и фазовый состав образцов;

разработать высокоэффективную технологию ультразвукового формообразования тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров.

Научная новизна

1. Разработана новая физическая модель ультразвукового
формообразования пьезокерамики. Рассчитана зависимость
плотности формуемого изделия от величины статического давле
ния и акустических параметров. Получено распределение плотно
сти по высоте изделия в форме цилиндра.

  1. Физическими методами экспериментально установлено, что изготовленные ультразвуковым формообразованием при пониженном статическом давлении ПКЭ в форме тонкостенных протяженных цилиндров характеризуются однородной микроструктурой и не претерпевают изменения химического состава.

  2. На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований созданы ПКЭ повышенной надежности с высокими значениями эксплуатационных характеристик.

Практическая ценность

1. Разработаны технологические режимы ультразвукового
формообразования ПКЭ в форме тонкостенного протяженного
цилиндра.

2. Исследованы основные эксплуатационные характеристики
полученных ПКЭ в слабом и сильном электрическом поле.

3. Предложены и реализованы направления оптимизации технологических режимов ультразвукового формообразования тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Распространение продольных акустических волн в уплотняемой заготовке из мелкодисперсного неметаллического порошка, увлажненного пластификатором, описывается нелинейным уравнением состояния для пористой водонасыщенной среды.

  2. Воздействие продольных и поперечных акустических колебаний приводит соответственно к достижению необходимой плотности заготовки при пониженном статическом давлении и к изменению условий трения в системе пресс-форма - заготовка, обеспечивающему достижение равноплотности заготовки.

  3. Ультразвуковое формообразование пьезокерамики, осуществляемое по анализируемой конструктивно-технологической схеме, имеет чисто физическую, а не физико-химическую приро-ДУ-

  4. Надежность и эффективность изготовленных с применением ультразвукового формообразования тонкостенных протяженных пьезокерамических цилиндров определяется по результатам их испытаний в слабом и сильном электрическом поле.

Апробация работы

Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 5 научных работах и докладывались на следующих конференциях:

8-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-8 (2002, Екатеринбург);

научно-технической конференции "Кораблестроительное образование и наука - 2003" (2003, Санкт-Петербург);

6-ой международной конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики" ГА-2002 (2002, Санкт-Петербург);

XIII сессии Российского акустического общества (2003, Москва);

7-ой международной конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики" ГА-2004 (2004, Санкт-Петербург)

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка основной использованной литературы (83 наименования).

Общий объем диссертации составляет 92 страницы, включая 26 рисунков и 10 таблиц.