林振没理他。他把剩下的七块挑出来,开始调RC参数,每一块单独配电阻电容。
下午,魏云梦从资料室下来了。她手里拿着一叠稿纸,是弹道计算的初步结果。
“弹道的事先放一放。”林振头也没抬,“你帮我算一下PZT-4在三十五度和四十度下的d33衰减系数。”
魏云梦把稿纸放在桌角,拉了把凳子坐到示波器旁边。她翻了几页那本德文手册,找到压电材料的温度特性曲线。
“d33在二十度是三百七十四pC/N,三十五度大约三百五十六,四十度三百四十八。衰减率百分之四点八和百分之六点九。”
林振在脑子里过了一遍。d33降百分之四点八,输出电压降百分之四点八,RC回路充电时间增加……他闭眼算了三秒。
“三十五度下延迟增加两到三毫秒,四十度增加四到五毫秒。”
那就是说,常温下延迟精度必须控制在一百五十正负零点五毫秒,才能保证高温环境下总延迟落在一百五十正负五毫秒的窗口内。
正负零点五毫秒。
耿欣荣把记录本往后翻了一页,看见全是叉。
下午两点到晚上九点,林振用那七块陶瓷片反复测试。每一块配不同的RC参数,每次测完记录,调整,再测。
第十五次,一百五十点三毫秒,差零点三。
林振盯着示波器看了五秒,把这块陶瓷片编号标记为A-7。
“再来一次。”
第十六次,同一块片子,同样参数。一百四十九点八毫秒。差零点二。
方向反了。上一次偏高零点三,这一次偏低零点二。重复性不行。
问题出在哪?
林振把陶瓷片从夹具上取下来,凑到台灯下看。十二毫米的圆片,银电极表面有细微的划痕,这是之前测试时镊子夹的。
“电极接触不良。”他把陶瓷片放下。
银电极太薄了。景德镇的工艺,银浆丝网印刷,厚度大约五到八微米。镊子一夹,表面就有微损,接触电阻变了,每次测的值都不一样。
问题不在RC回路,在陶瓷片本身。
第十七次到第二十五次,林振试了不同的夹持方式,铜弹簧片压接、导电银胶粘接、锡焊引线。每种方式测三遍。
弹簧片压接:重复性正负一点二毫秒。不行。
银胶粘接:等胶固化需要两个小时。固化后测试,重复性正负零点八毫秒。勉强。但银胶在四十度以上会软化,接触电阻又飘了。
锡焊:焊接温度三百多度,PZT-4的居里温度是三百二十度。焊上去的一瞬间,陶瓷片局部去极化,d33直接掉百分之三十。废了一块。
剩六块。
晚上十点,耿欣荣的眼皮开始打架。林振让他去隔壁休息室躺一会儿。
魏云梦没走。她把弹道计算的结果整理完了,坐在实验台对面,看林振一个人捣鼓。
第二十六次,林振换了思路。他不焊了,也不用银胶。他用一小片铟箔,从库房找来的,原本是真空密封用的,垫在电极和引线之间,靠夹具的机械压力保持接触。铟很软,接触面积大,接触电阻低且稳定。
测试,一百四十九点六毫秒。
再测,一百五十点一毫秒。
再测,一百四十九点九毫秒。
三次读数:149.6、150.1、149.9。
重复性正负零点三毫秒。
林振的手停在示波器旋钮上。
还差一点。
正负零点三,高温下可能飘到正负五点三。需要正负零点五以内,高温下才能控制在正负五以内。
第二十七次,他重新检查夹具的夹紧力矩。力矩太大,铟箔被压死,弹性消失;力矩太小,接触不紧。他凭手感调了四分之一圈螺丝。
149.8。
第二十八次,150.2。
第二十九次,149.7。
正负零点三,没变。
问题不在接触了。
林振把陶瓷片拿起来,对着日光灯管转了半圈。十二毫米的圆片,厚度两毫米。他用千分尺量了一下厚度。
一点九七毫米。
标称两毫米,实际一点九七。公差三十微米。景德镇的研磨精度就这水平。
三十微米的厚度偏差,对压电输出的影响是多少?
PZT-4的压电电压输出V=g33×T×t,g33是压电电压系数,T是应力,t是厚度。厚度偏差百分之一点五,输出电压偏差百分之一点五。
一点五,不大。但叠加上陶瓷片内部极化不均匀造成的d33分布差异……
林振沉默了十几秒。
“问题在陶瓷片的厚度均匀性。”他开口了,声音有点哑,说了一整天的话加上粉尘。
魏云梦抬头:“你要重新研磨?”
“对。”
魏云梦看了看表,晚上十点四十。
“手磨?”
“你见过749院有平面研磨机吗?”
没有。
第三十次测试之前,林振从工具箱底层翻出一块金刚石研磨膏和一块光学平晶。光学平晶是他从298厂顺回来的,准确说是298厂去年报废的一块,卢子真拿来当镇纸,被林振要走了。
他把A-7号陶瓷片放在光学平晶上,挤了一点研磨膏,开始用手指按着陶瓷片画圈。
力度极轻,手指的压力不超过两百克,画一圈大约三秒,直径不超过五毫米的小圈。
磨了十分钟,用千分尺量,一点九六二毫米,磨掉了八微米。
再磨五分钟,一点九五八。
林振翻过来,磨另一面,保证两面的平行度。
二十分钟后,厚度:一点九五零毫米。两面平行度偏差小于两微米。
他把磨好的陶瓷片装上夹具。铟箔垫好,螺丝拧紧。
第三十次。
示波器上的绿线跳了一下。
149.9毫秒。
再测,150.0。
再测,150.1。
再测,149.9。
四次读数:149.9、150.0、150.1、149.9。
正负零点一毫秒。
魏云梦站起来,走到示波器跟前,低头看了看屏幕上的波形。
波形干净,上升沿陡峭,没有毛刺,没有振铃。
她回头看林振。
林振的右手食指和中指指尖磨出了红印子,金刚石研磨膏的细颗粒嵌在皮肤纹路里。
“还有五块要磨。”他说。
魏云梦走到洗手池边,拧开水龙头,打湿了一块纱布,走回来递给他。
“先擦手。”
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