ON THE MATTER OF TECHNOLOGY FOR PRODUCING PIEZOELECTRIC MATERIALS FOR LASER GYROS BY COLD UNIAXIAL PRESSING AND SINTERING

EDN:LYLCNH

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.018

Keywords:

piezoelectric ceramic transducer; cold pressing; hot pressing; piezo adjuster; porosity; microstructure; hysteresis; laser gyroscope.

Abstract

The results of using piezoelectrictransducers manufactured by Science and Research Institute Measurements NIIFI (Penza) via cold pressing from PZT-LM (NFI-50) material as part of small-sized angular velocity sensors are reviewed. The results of studies of the structure of these elements are presented in comparison with the structure of transducers made of the PZT-19 material, manufactured using cold pressing at the Avrora-ELMA factory (Volgograd), as well as transducers made using hot pressing from the PZT-19 material at "ELPA" company (Zelenograd). The difference in the porosity of materials and the effect of porosity on the reliability of laser gyroscopes are noted. The results of measuring the relative elongation of the material PZT-LM (NFI-50) and sitall SO-115M, andtesting of a piezoelectric transducer in laser gyroscope to establish the temperature characteristics of the PZT-LM (NFI-50) material produced by NIIFI are presented. The results of tests of piezoelectrictransducers SDAI.757681.020-04 manufactured by NIIFI as part of piezo adjusters of laser gyroscope sensors are presented, the hysteresis of informative parameters and the duration of the gyroscope output signal establishment are measured; during 120 hours of operation in the polarization switching mode, the transmission coefficients of the piezo adjusters and their change in the operating temperature range from minus 50 to 75 °C were determined. The possibility of using elements in laser gyroscopes with an increased resource is considered. Possible ways of improving the technology of manufacturing elements using cold pressing in terms of increasing the density of the material are described by modifying the technological modes of milling for mechanical activation of the charge and obtaining the optimal grainsize, synthesis and sintering of the piezoelectric ceramic material to establish the optimal temperature and time conditions for processing the material during its manufacture.

References

Колчев А.Б., Ларионов П.В., Фомичев А.А. Исследование тепловых дрейфов лазерных гироскопов с магнитооптической частотной подставкой // Исследовано в России.2006.Т.9.С. 2388–2398.

Голяев Ю.Д., Запотылько Н.Р., Недзвецкая А.А., Синельников А.О., Тихменев Н.В. Лазерные гироскопы с увеличенным временем непрерывной работы // Датчики и системы.2011.№ 11.С. 49–51.

Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных систем. Санкт-Петербург : ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».2009.280 с.

Запотылько Н.Р., Катков А.А., Недзвецкая А.А. Пьезокорректор для компенсации тепловых вариаций длины оптического пути резонатора лазерного гироскопа // Оптический журнал.2011. Т. 78. № 10.С. 10–12.

Запотылько Н.Р. Современные пьезокорректоры высокостабильных газовых лазеров для измерительных систем // Лазерные новости.1996.№ 2.С.13.

Борисовский С.П., Керносов М.Ю., Степанов В.А., Чуляева Е.Г. Исследование свойств лазерного излучения одночастотного лазера повышенной мощности // Вестник РГРТА.2007.№ 20.С. 99–103.

Богуш М.В. Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации. Пьезоэлектрическое приборостроение. Ростов-на-Дону : СКНЦ ВШ, 2006.346 с.

Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. Москва : Энергия, 1976.327 с.

Кольцевой резонатор лазерного гироскопа: пат. 2660290 Рос. Федерация № 2017123774; заявл. 06.07.2017; опубл. 05.07.2018; Бюл. № 19.15 с.

Богуш М.В. Влияние температуры на коэффициент преобразования пьезоэлектрических датчиков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.2008.№ 2. С. 26–39.

Синельников А.О., Катков А.А., Запотылько Н.Р., Савельев И.И. Влияние свойств конструкционных материалов на выходные характеристики зеемановских датчиков угловых скоростей // Известия ТулГУ. Технические науки.2020.№ 1. С. 45–50.

Запотылько Н.Р., Катков А.А., Поле-хин И.Н., Тихменев Н.В. Влияние ТКЛР материалов, используемых в лазерной гироскопии, на эксплуатационные характеристики прибора // Вопросы оборонной техники. Серия 9 «Специальные системы управления, следящие приводы и их элементы». 2012.№ 6(258).С. 61–68.

Власов А.В., Запотылько Н.Р., Катков А.А. Влияние отжига на относительное удлинение образцов из стеклокерамики СО-115М и Zerodur // Конференция «Инновационные технологии в электронике и приборостроении». Москва : МИРЭА, 2021.Т. 1.С.255–259.

Каллаев С.Н. Теплофизические свойства нанополярной пьезокерамики на основе цирконататитаната свинца // Вестник Дагестанского научного центра.2012. № 47.С. 22–28.

Каллаев С.Н., Гаджиев Г.Г., Камилов И.К., Омаров З.М., Садыков С.А., Резниченко Л.А. Теплофизические свойства сегнетокерамики на основе ЦТС // Физика твердого тела. 2006.Т. 48. № 6.С. 1099–1100.

Каллаев С.Н., Омаров З.М., Митаров Р.Г., Садыков С.А. Теплофизические свойства сегнетокерамики ПКР-7М в области размытого фазового перехода // Физика твердого тела.2011.Т. 53.№ 7.С. 1307–1311.

Гаджиев Г.Г., Омаров З.М., Абдулла-ев Х.Х., Резниченко Л.А., Кравченко О.Ю. Тепловые свойства пьезоэлектрической керамики ПКР-1 и ПКР-37 // Известия РАН, серия физическая. 2009.Т. 73. № 8. С. 1190–1191.

Анциферов В.Н., Андреев В.Г., Гон-чар А.В., Дубров А.Н., Летюк Л.М., Попов С.А., Сатин А.И. Проблемы порошкового материаловедения. Часть. III. Реология дисперсных систем в технологии функциональной магнитной керамики. Екатеринбург :УрО РАН, 2003.147 с.

Нестеров А.А., Панич А.А., Свирская С.Н., Нагаенко А.В. Зависимость электрофизических свойств керамических материалов на основе пьезофаз системы ЦТС-ЦННС от способов синтеза и характеристик частиц порошков исходной шихты // Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения». Ростов-на-Дону : Изд-во Южного федерального университета.2012.С. 6–7.

Published

2022-06-14

How to Cite

Vlasov А. В. ., Zapotylko Н. Р. ., Katkov А. А., Katkov В. В. ., & Koshkin Г. А. . (2022). ON THE MATTER OF TECHNOLOGY FOR PRODUCING PIEZOELECTRIC MATERIALS FOR LASER GYROS BY COLD UNIAXIAL PRESSING AND SINTERING: EDN:LYLCNH. Polzunovskiy VESTNIK, (2), 129–138. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.018

Issue

Section

SECTION 2. CHEMICAL TECHNOLOGIES, MATERIALS SCIENCES, METALLURGY