© 2009 г. О.Ш. МАМИН. ОАО “НИИ”Элпа”, г. Москва, Зеленоград. Введение. — М.: Советское радио, 1976. – 568 с. 5. Мамин О.Ш., Шевченко Н.Ю, Герасимов М.Е. Исследования монолитных


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Материалы
II Международной научно
технической конференции,
11 декабря 2009 г.
МОСКВА
INTERMATIC–
2 0 0 9, часть 3

СРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ МОНОЛИТНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НАВОЗДЕЙСТВИЕ
ИОНИЗИРУЮЩИХИЗЛУЧЕНИЙ
© 2009 г. О.Ш. МАМИН
ОАО “НИИ”Элпа”, г. Москва, Зеленоград
Известно, что свойства материаловпри воздействиирадиационного излучения
существенно изменяются
. В условиях космоса длительная эксплуатация уст-
ройств на основе пьезоматериалов существенно приводит к повышениютребованийк
радиационной стойкости. Особенно сильное влияние ионизирующиеизлучения оказы-
вают на элементы радиоэлектронной аппаратуры, вычислительной техники,в том чис-
датчикии преобразователи физических величин в электрические. Впервую оче-
повреждаютсячувствительные элементы датчиков.
Характернымирадиационныминарушениямив веществе, протекающие при
взаимодействии излучения с веществом являютсяускоренные частицы нейтроны, про-
тоны, электроны, а также рентгеновскиеи γ
Известно, что облучение сегнето
и пьезокерамических материалов вызывает в
них необратимые структурные изменения.
Пьезоэлектрические композиционные материалы (пьезокомпозиты) позволяют
создавать пьезоэлементы с более высокимифункциональными параметрами по срав-
нению с обычной монолитной пьезокерамикой, модификация которой для различных
применений практически достигла своего предела. В процессе изготовления пьезоком-
позитов, возможно изменение концентрации пьезокерамической фазы в материале,
что позволяет получать материалы с улучшенными пьезоэлектрическими, диэлектри-
ческими и акустическими свойствами.
В настоящей работе
приводятся результаты исследованийэлементов пьезо-
электрической керамики, используемой в датчиках контроля состояния объектов и из-
делиях микросистемной техники, на различных моделирующих установках: импульс-
ных твердотельных реакторах гамма
нейтронного излучения на быстрых нейтронах и
радиоизотопных установках гамма
излучения.
Проведены исследованиянового класса пьезокерамических элементовизпье-
зокомпозиционного материалаприсравнениис свойствами широко распространенной
монолитной пьезоэлектрической керамикой.
Образцыкомпозиционныхматерилов
Образцыисследуемыхпьезоэлементов,связностью
3-0,
представляют собой
пористую пьезокерамическую матрицу с заданными концентрацией, размером и фор-
мой пор. На основе таких композиционных материалов создавались пьезокерамиче-
ские элементы на основе пьезоматериаловтипа ЦТС
и ПКЛ
различногоназначе-
ния: гидроакустики, ультразвуковых излучателей, акселерометров, пьезоактюаторов,
пьезотрансформаторов, изделиях микросистемной техники. Также разработаныновые
композиционные пьезокерамические материалыЦТС
связностью 3
, разработан-
ныедля применения в акселерометрах и датчиках давления, работающих в диапазоне
температур минус 60
плюс 250
º
С с пористостью
с размеромпор
до 150
Образцы пьезоэлементов были подвергалисьиспытаниямна стойкость к воз-
действию факторов Ф
Dγ, Рγ.Параметром
критерием годности во время воздейст-
вия был уровень выходного напряжения на резонансной частоте (
Результаты ис-
следований пьезоэлементов из монолитной пьезокерамики.После воздействия спец-
факторов со следующими уровнями: Рγ = (0,01
-2,0575)×10
= (1,18 –1,73)×10
= (2,02 –2,2)×10
, работоспособность пьезоэлементов сохранилась .
Во время воздействия факторов Рγ изменение
(на длинных линиях) состави-
-19 -(20,5 –22,5)
тельность порядка 4 мкс;для пьезоэлементов из материала
21,5) мВ .
Данный сбой имел длительность порядка 5 мкс.Во время воздействия факто-
Dγизменения
вых. не наблюдалось.
вых. пьезоэлементов из материалов ЦТС
19 и ПКЛ
1 во время
воздействия факторов Ф
, Рγ приведена на Рис.
.1.
Типовая форма контролируемого
для пьезоэлементов из ПКМ
-19.1 –
форма сигнала до воздейст-
отклик элемента при воздействии
мощности дозы гамма излученияс уров-
= 8,25×10
.2.
Типовая форма контролируемогопара-
для пьезоэлементов из ПКМ ПКЛ
-1.1
форма сигнала до воздействия;
2 –
элемента при воздействии мощности дозы
гамма излученияс уровнем Р
=9,55×10
.3.
Типовая форма контролируемого
–Ur
, для пьезоэлементов из
ПКМ ЦТС
19 и ПКЛ
-1.1 –
отклик элемен-
та на при воздействии флюенса нейтро-
нов с уровнем Р
=(2,02 –
форма сигнала до воздействия.
Рис.4. Типовая форма контролируемого па-
–Ur
, для пьезоэлементов из ПКМ
26 связностью 3
–0,1 –
форма сигнала
до воздействия;
2 –
отклик элемента при
воздействии мощности дозы гамма излуче-
ния с уровнем Р
5,52х10
Результаты исследований и обсуждение
После воздействиина пьезоэле-
менты из композитов, связностью 3
–0,
факторывоздействиясуровнемРγ =
(0,01-2,0575)×10
= (1,18 –
1,73)×10
РиФ
= (2,02 –2,2)×10
не приводят их неработоспособности.
Во время воздействия факторов Рγ
(на длинных линиях) для
пьезоэлементов составило 0,23
0,47 мВ.
Данный сбой имел длительность порядка
Во время воздействия факторов
Dγизменения
не наблюдалось.
Типовая форма
пьезоэлементов
из композиционного материала ЦТС
26 во
время воздействия факторов Рγ, Ф
приведена на Рис.
и Рис.
Выявленные изменения парамет-
ров исследуемых образцов позволяют
сказать о несколько более сильном ха-
рактере радиационных повреждений по
сравнениюс монолитной пьезокерамикой. Зависимость электрофизических парамет-
ров от повреждений структуры пьезоэлементов связностью 3
0 из пьезоэлектрического
26 в настоящее изучается.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
БутинВ.И., ЗинченкоВ.Ф., РоманенкоА.А.
Система радиационных испытаний из-
делий электронной техникиМонография //Владимир: Владимирский государст-
венный университет, 2003,
КостюковН.Си др.
Радиационноематериаловедение //М.: Атомиздат.
–1979. –
Геликман Б.Ю., Горячева Г.А.и др. под ред. В.П. Балашева
Вопросы качества ра-
М.: Советское радио, 1980
Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций /
Н.А. Сидорова, В.К. Князева
М.: Советское радио, 1976
.–
МаминО.Ш., ШевченкоН.Ю, ГерасимовМ.Е.
Исследования монолитных пьезоке-
рамических элементов на стойкость к ионизирующим излучениям// Радиационная
стойкость электронных систем
СТОЙКОСТЬ
-2008,. –
,2008
.5.
Типовая форма контролируемого
–Ur
, пьезоэлементов из ПКМ
26 связностью 3
-0,1 –
отклик элемен-
та при воздействии флюенса нейтронов с
уровнем Р
=(2,02 –
, 2 –
форма сигнала до воздействия.

Приложенные файлы

  • pdf 3214294
    Размер файла: 144 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий