Защитные полимерные порошковые покрытия пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.09, кандидат наук Фазлыйяхматов Марсель Галимзянович

• Фазлыйяхматов Марсель Галимзянович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Фазлыйяхматов Марсель Галимзянович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ

1.1 Источники ультразвука в машиностроении

1.2 Способы защиты пьезокерамических материалов ультразвуковых датчиков

1.3 Методы получения полимерных порошковых покрытий

1.4 Постановка задачи

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ

НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Описание установки для получения покрытий пьезопреобразова-телей ультразвуковых датчиков

2.2 Математическое описание процесса нанесения полимерных порошковых покрытий в электростатическом поле коронного разряда

2.3 Методы исследования эксплуатационных свойств покрытий

2.4 Методы оценки погрешности/неопределенности результатов измерений

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ И ПРОЦЕССОВ ИХ НАНЕСЕНИЯ

3.1 Теоретическое исследование движения заряженных частиц в поле коронного разряда

3.2 Экспериментальные исследования процессов нанесения полимерных порошковых покрытий

3.3 Экспериментальные исследования эксплуатационных свойств покрытий

3.4 Исследование толщины и равномерности покрытий, применяемых

в ультразвуковых датчиках

ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ ДАТЧИКОВ С ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ В МАШИНОСТРОЕНИИ

4.1 Разработка и изготовление программно-аппаратного комплекса ультразвукового сканирования на фазированных решётках

4.2 Исследование приёма/передачи ультразвука с помощью датчиков с защитными покрытиями

4.3 Применение ультразвуковых датчиков для исследований объектов машиностроения, нефтедобычи и в биомедицине

4.4 Система управления качеством, сертификация материалов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Защитные полимерные порошковые покрытия пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время ультразвук очень широко используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Так, ультразвуковые методы занимают ключевую роль в диагностике и исследовании материалов, изделий машиностроения, промышленности и медицины. В последние годы развиваются новые методы ультразвукового контроля, например, использование волн Рэлея; измерение эластичности тканей и внутренних органов, плотности костей человека и др. Развитие электроники и методов обработки сигналов делает наиболее перспективным в настоящее время использование фазированных акустических решёток.

Несмотря на появление огромного числа новых материалов, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, в ультразвуковых сканерах и датчиках, используемых в настоящее время в машиностроении, основное место занимают пьезокерамические материалы на основе цирконата-титаната свинца. Налажено массовое производство подобной керамики для нужд промышленности. Основным недостатком всех пьезокерамических материалов является хрупкость

V_/ V_/ T-v v_/ v_/

и нестойкость к воздействию различных сред. В той или иной степени существующие методы защиты поверхности пьезокерамики имеют свои недостатки. В одном случае необходимо приклеивание защитного слоя, в другом нагрев и заливание жидкого материала в форму.

В машиностроении имеет широкое распространение использование электростатического поля коронного разряда для получения защитных покрытий с различными эксплуатационными характеристиками. Однако, принципиально новым применением является использование таких покрытий для защиты поверхности пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков.

Исследованием процессов нанесения функциональных покрытий в поле коронного разряда в разное время занимались такие ученые, как A. G. Bailey, J. Domnick, J. F. Hughes, W. Kleber, Q. Ye, В. Е. Васильев, Э. Р. Галимов, Н. Ф. Ка-шапов, К. К. Полякова. Особо стоит отметить работы отечественных исследователей И. П. Верещагина и А. Д. Яковлева.

Однако, несмотря на большое число исследований в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют систематические экспериментальные данные об однородности и равномерности полимерных порошковых покрытий для образ-

цов небольших размеров, подверженных большим механическим воздействиям или использующимся в агрессивных жидкостях и газах.

Целью данной работы является разработка защитных согласующих полимерных порошковых покрытий ультразвуковых датчиков с заданными эксплуатационными характеристиками.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Экспериментальное исследование параметров коронного разряда в процессе напыления порошковых частиц под действием аэродинамических и электростатических сил;

2. Разработка математической модели процесса нанесения полимерных порошковых покрытий в электростатическом поле коронного разряда;

3. Установление закономерностей изменения эксплуатационных характеристик, толщины и равномерности покрытий пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков в зависимости от типа полимерной порошковой композиции и при различных режимах нанесения;

4. Разработка программно-аппаратного комплекса ультразвукового сканирования на акустических фазированных решётках;

5. Определение влияния на приём/передачу ультразвука защитных покрытий датчиков, применяемых для решения задач машиностроения;

6. Разработка системы управления качеством и системы сертификации покрытий.

Научная новизна:

1. Установлены закономерности изменения эксплуатационных свойств, толщины и однородности защитных покрытий пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков в зависимости от типа полимерной порошковой композиции при различных режимах нанесения;

2. Разработана математическая модель движения полидисперсных микрочастиц под действием аэродинамических и электростатических сил. Получено численное решение распределения плотности дисперсной фазы на поверхности подложки с учетом радиуса частиц порошка;

3. Выполнено оригинальное исследование приёма/передачи ультразвука с помощью ультразвуковых датчиков с защитными полимерными порошковыми покрытиями.

Практическая значимость

1. Разработана технология нанесения равномерных по толщине защитных согласующих покрытий пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков, определены оптимальные параметры, обеспечивающие получение покрытий с требуемым комплексом эксплуатационных свойств;

2. Разработан и изготовлен программно-аппаратный комплекс ультразвукового сканирования объектов машиностроения на акустических фазированных решётках;

3. Разработаны и изготовлены датчики с полимерными порошковыми защитными покрытиями для решения задач машиностроения, в частности, для измерения пористости образцов, изготовленными методом селективного лазерного спекания;

4. Разработана методика управления качеством и система сертификации покрытий.

Работа выполнялась в рамках грантов: 1) Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» по теме: «Современная высокотехнологическая ультразвуковая аппаратура для медицинских исследований» по Государственному контракту от 11 июня 2010 г. №02.740.11.0844; 2) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по теме: «Разработка опытного образца высокотехнологической ультразвуковой аппаратуры для медицинских исследований» (государственный контракт №8116р/12765 от 18.06.2010); 3) субсидии Агентства инвестиционного развития РТ субъектам малого и среднего предпринимательства для развития инноваций и технологической модернизации производства по теме: «Разработка и изготовление двумерных датчиков для медицинской ультразвуковой аппаратуры».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментальных исследований процесса напыления заряженных частиц порошковой композиции под действием аэродинамических, электростатических сил и силы тяжести;

2. Установленные закономерности изменения эксплуатационных характеристик, толщины и однородности покрытий пьезопреобразователей ультразвуковых датчиков в зависимости от типа полимерной порошковой композиции и режимов напыления;

3. Результаты численного решения математической модели движения полидисперсных микрочастиц под действием аэродинамических, электростатических сил и силы тяжести в поле коронного разряда;

4. Результаты исследований приёма/передачи ультразвука с помощью датчиков с защитными полимерными порошковыми покрытиями;

5. Программно-аппаратный комплекс ультразвукового сканирования на акустических фазированных решётках;

6. Методика управления качеством и система сертификации покрытий.

Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается использованием общепринятых методов численного расчета, а также применением современного программного обеспечения. Достоверность экспериментальных результатов диссертации обеспечивается многократным воспроизведением результатов измерений, проводимых с использованием аттестованных методов, государственных и международных стандартов, поверенных средств измерений, а также статистической обработкой результатов и оценкой неопределенностей измерений. Полученные экспериментальные результаты согласуются с теоретическими расчетами и находятся в соответствии с результатами, полученными другими авторами.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены в виде устных и стендовых докладов на 16 международных, всероссийских и республиканских конференциях: 1-2) III, V Республиканская научно-техническая конференция Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий (Казань, Россия, 2011, 2013 г.); 3-5) VI, VIII, IX Всероссийская научно-техническая конференция «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий» (Казань, Россия, 2014, 2016 - 2017 г.г.); 6) X Международная научно-техническая конференция «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий» (Казань, Россия, 2018 г.); 7) Международная научно-техническая конференция «Нигматуллинские чтения-2013» (Казань, Россия, 2013 г.); 8) XI Международная конференция «Газоразрядная плазма и ее применения» (Томск, Россия, 2013 г.); 9) XVIII Международный молодёжный форум «Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке» (Харьков, Украина, 2014 г.); 10) Международная научно-техническая конференция, приуроченная к 50-летию МРТИ-БГУИР (Минск, Республика Беларусь, 2014 г.); 11-12) VIII, IX International conference «Plasma Physics and Plasma Technology»

(Минск, Республика Беларусь, 2015, 2018 г.); 13) XXI Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (Томск, Россия, 2015 г.); 14) Международная молодежная конференция «ФизикА.СПб» (Санкт-Петербург, Россия, 2017 г.); 15) VIII Международная научно-техническая конференция «Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и материалы - 2017 (МНТК «ИМТ0М-2017»)» (Казань, Россия, 2017 г.); 16) 19th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM) (Республика Алтай, Россия, 2018).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 29 работах, 3 из которых изданы в журналах, рекомендованных ВАК, 12 — в рецензируемых журналах, индексируемых в Scopus и Web of Science, 14 — в сборниках тезисов и трудов международных, всероссийских и республиканских конференций.

Личный вклад. Разработка теоретической модели движения мелкодисперсных заряженных частиц под действием аэродинамических и электростатических сил; разработка методик, планирование, постановка и проведение всех экспериментов; обсуждение и обработка экспериментальных данных. Автор принимал непосредственное участие в разработке ультразвуковой аппаратуры, изготовлении ультразвуковых датчиков с защитным полимерным покрытием.

Внедрение результатов исследования. Основные результаты работы использованы:

1. В ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» при выполнении НИР по теме «Современная высокотехнологическая ультразвуковая аппаратура для медицинских исследований».

2. В учебном процессе кафедры биомедицинской инженерии и управления инновациями Инженерного института ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» при подготовке бакалавров по направлению 27.03.02 «Управление качеством» в рамках дисциплины «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» и при подготовке магистров по направлению 12.04.04 «Биотехнические системы и технологии» в рамках дисциплины «УЗ и доплеров-ские системы визуализации».

Соответствие содержания диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует паспорту специальности 05.16.09 Материаловедение (по отраслям) и относится к следующим областям исследования:

3. Разработка научных основ выбора материалов с заданными свойствами применительно к конкретным условиям изготовления и эксплуатации изделий и конструкций.

6. Разработка и совершенствование методов исследования и контроля структуры, испытание и определение физико-механических и эксплуатационных свойств материалов на образцах и изделиях.

8. Разработка и компьютерная реализация математических моделей физико-химических, гидродинамических, тепловых, хемореологических и деформационных превращений при производстве, обработке, переработке и эксплуатации различных материалов.

10. Разработка покрытий различного назначения (упрочняющих, износостойких и других) и методов управления их качеством.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений. Полный объем диссертации составляет 145 стр. с 52 рисунками и 11 таблицами. Список используемых источников содержит 134 наименований.

Автор выражает огромную благодарность своему научному руководителю за интересную и перспективную тему исследования, помощь в её выполнении на протяжении всех лет работы.

Автор выражает благодарность за высказанные замечания, полезные советы и поддержку всем сотрудникам кафедры Технической физики и энергетики Института физики Казанского университета, аспирантом которой являлся автор данной работы.

Автор также выражает благодарность сотрудникам каф. Радиоэлектроники и информационно-измерительной техники КНИТУ им. А.Н. Туполева проф. Евдокимову Ю.К., доц. Сагдиеву Р.К., доц. Денисову Е.С. и ст. преподователю Темьянову Б.К., принимавших участие в разработке ультразвукового сканера на фазированных решётках.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДАТЧИКОВ

В первой главе рассмотрены общие вопросы распространения ультразвука в различных средах. Представлен обзор по существующим методам и средствам генерации и приёма ультразвуковых колебаний. Рассмотрено устройство ультразвуковых датчиков. Изучены основные характеристики пьезокерамических материалов. Показаны недостатки применяемых в промышленной и медицинской диагностике защитных покрытий датчиков. Предложен электростатический метод нанесения полимерных порошковых покрытий для защиты поверхности пьезокерамических материалов.

1.1 Источники ультразвука в машиностроении

В веществе возможно существование различных типов механических упругих волн, то есть волн, распространяющихся за счёт действия упругих сил. Под волной понимается изменение состояния среды, распространяющееся в пространстве и времени. В случае механических упругих волн в среде происходит изменение плотности вещества, то есть происходит последовательное разряжение и сжатие определённых объёмов вещества.

В твёрдых телах могут возникать и распространяться:

• Продольные волны (волны растяжения-сжатия - колебание частиц вещества в таких волнах происходит вдоль распространения волны);

• Поперечные волны (волны сдвига - колебание частиц происходит в перпендикулярном к распространению волны направлении);

• Поверхностные волны (волны Релея - распространяются вдоль поверхности твёрдого тела или вдоль границы с другими средами);

• Волны Лэмба (упругие волны, распространяющиеся в твёрдом слое со свободными границами, в которых колебательное смещение частиц происходит как в направлении распространения волны, так и перпендикулярно плоскости пластины);

• Краевые волны (дифрагированные);

• Ползущие волны.

В жидкостях и газах могут распространяться только продольные волны.

Под ультразвуком понимаются продольные механические упругие волны с частотой, лежащей выше порога слышимости человеческого уха, то есть выше 15 кГц. Современная ультразвуковая техника позволяет генерировать и детектировать ультразвуковые колебания с частотами до 1013 Гц [1]. Верхняя граница ультразвуковых частот обусловлена природой упругих волн, которые могут распространяться лишь при условии, что длина волны значительно больше длины свободного пробега молекул в газах или межатомного расстояния в жидкостях и твёрдых телах [2].

В настоящее время для создания ультразвуковых волн используются следующие методы [3]:

• механический;

• электростатический;

• электродинамический;

• магнитострикционный;

• электромагнитный;

• пьезоэлектрический;

• лазерный.

Несмотря на разнообразные методы генерации ультразвука, подавляющее большинство датчиков, применяемых в ультразвуковой диагностике, являются пьезоэлектрическими преобразователями.

Развитие ультразвуковой техники в машиностроении и биомедицине

Открытие ультразвука связывают с именем Ладзаро Спалланцани (итал. Lazzaro Spallanzani), итальянским биологом и физиологом. Проводя эксперименты с летучими мышами, в 1794 году он обнаружил, что они перемещаются в темноте благодаря использованию высокочастотного звука для эхо-локации. Он завязывал им уши, и они терялись в пространстве.

В разное время в развитие теории волнового движения существенный вклад внесли такие ученые как Ньютон (англ. Isaac Newton), Д'Аламбер (фр. Jean Le Rond D'Alembert), Бернулли (нем. Johann Bernoulli), Эйлер (нем. Leonhard Euler), Лагранж (фр. Joseph Louis Lagrange), Юнг (англ. Thomas Young), Лаплас (фр. Pierre-Simon de Laplace), Пуассон (фр. Simeon Denis Poisson), Савар (фр. Felix Savart), Доплер (нем. Christian Doppler), Ом (нем. Georg Simon Ohm) и Гельмгольц (нем. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz) [4].

Наиболее полный и фундаментальный труд по акустике был опубликован в 1877 году под названием «The Theory of Sound» (Теория звука) [5, 6], автором которого является великий английский физик Джон Вильям Стретт (англ. John Strutt, 3rd Baron Rayleigh) или лорд Рэлей.

Важнейшим для развития ультразвуковой техники стало открытие пьезоэлектрического эффекта братьями Жаком и Пьером Кюри (фр. Paul-Jacques Curie and фр. Pierre Curie). Они обнаружили [7], что на поверхности некоторых кристаллов, нарезанных определённым образом, при воздействии механического давления появляется электрический потенциал.

Обратный пьезоэлектрический эффект был математически обоснован Лип-пманом (фр. Gabriel Lippmann) на основе термодинамических принципов [8] и незамедлительно подтверждён братьями Кюри [9].

Первое практическое применение ультразвука было осуществлено Шилов-ским и Ланжевеном (фр. Paul Langevin). Ими было предложено использовать ультразвук для обнаружения подводных лодок [10].

Соколов впервые предложил использовать ультразвук для дефектоскопии металлов и запатентовал этот метод [11].

Спрул (англ. Donald Sproule) в Великобритании, Трост (нем. Adolf Trost) в Германии и Файрстоун (англ. Floyd Firestone) в США стали использовать короткие ультразвуковые импульсы вместо непрерывных волн. В 1945 г. Файрстоун запатентовал ультразвуковой рефлектоскоп [12], который считается первым серийным дефектоскопом.

Первопроходцем использования ультразвука в медицинской диагностике считается австрийский врач Дассик (нем. Karl Theodore Dussik). Он обнаружил опухоль мозга измерением передачи ультразвукового луча через голову [13]. В дальнейшем он разработал аппаратуру для получения изображений мозга.

Разработкой оборудования для медицинской диагностики занимался также Дуглас Хоури (англ. Douglass Howry). Он совместно с коллегами разработал первый прибор, позволяющий представить изображение эхосигнала в оттенках серого цвета (B-режим, от англ. Brightness - яркость).

До 1940-ых годов в качестве источников ультразвука продолжали использовать природные кристаллы кварца. Дальнейшим толчком в развитии ультразвуковых методов в диагностике и дефектоскопии послужило развитие электроники и открытие новых пьезоэлектрических материалов.

При исследовании диэлектрических свойств титанатов металлов второй группы периодической системы элементов Менделеева Б.М. Вулом и И.М. Гольд-ман в Физическом институте им. П.Н. Лебедева Академии Наук СССР были открыты сегнетоэлектрические свойства титаната бария (ВаТгО[14]. Практически в то же время эти же свойства обнаружили и исследовали американские учёные [15]. Затем были обнаружены сегнетоэлектрические свойства ниобата лития (LiNbOz) [16]. В работе [17] было показано, что керамика на основе смеси PbZr03 и PbTiO^, демонстрирует превосходные пьезоэлектрические свойства. Температура Кюри такой керамики в диапазоне от 200 до 400 °C.

Дон Бейкер (англ. Don Baker), Джон Рид (англ. John Reid) и Дэннис Вот-кинс (англ. Dennis Watkins) разработали импульсный Доплер-метод, который позволяет определить поток крови через сердце.

Бушманом (нем. Werner Buschmann) впервые была предложена концепция многоэлементной линейной решётки. Совместно с Гугенгольтцем (нем. Paul Hugenholtz) был представлен первый коммерческий сканер на многоэлементной линейной решётке для кардиологических исследований.

Сомером (голл. Jan C Somer) был предложен [18] и впоследствии реализован метод фазированного сканирования.

В 1960-ые годы открыт пьезоэффект в электретах из поливинилиденфто-рида (ПВДФ) (англ. PVDF) [19].

Силк (англ. Silk) впервые предложил практический способ использования дифракционных сигналов от верхней и нижней части дефекта, позволяющий измерить его размер. Метод получил название «Time of Flight Diffraction» (TOFD) и впоследствии получил широкое распространение в дефектоскопии.

Дальнейшее развитие ультразвуковой диагностики в медицине и неразру-шающем контроле связано с развитием цифровой обработки сигнала, появлением цифровой памяти и микропроцессоров. Оборудование стало уменьшаться в размерах, появились портативные сканеры и дефектоскопы. Появляются новые датчики. В частности, количество элементов в многоэлементных решётках достигает 128. Начинают применяться пьезокомпозитные материалы с целью улучшения разрешающей способности ультразвуковых приборов. Композитная пьезопла-стина изготавлена из одинаково расположенных пьезоэлектрических стержней, включенных в полимерную (или эпоксидную) матрицу.

Важным этапом в развитии технологии пьезоакустических резонато-

ров стал синтез высокодобротных термостабильных монокристаллов: лан-гасит (La3Ga5SiO\4) (LGS), ланганит (La3Ga55Nb05O\4) (LGN), лангатат (La3Ga55Ta05O\4) (LGT) [20]. Данные кристаллы по резонансным характеристикам, величине коэффициента электромеханической связи и термостабильности превосходят традиционный кварц.

В это же время значительных успехов удалось достигнуть в применении ферроэлектрических монокристаллов магний-ниобата свинца (Pb(Mgi/3Nb2/3)03) (PMN) с высокой величиной электрострикционного эффекта в системе с титанатом свинца (РЬТгО3) (PT) PMN-PT, например, в актуаторах, где необходима высокая деформация [21], несмотря на то, что первые исследования PMN-PT относятся к началу 1960-ых годов [22]. В последнее время эти материалы стали применятся в качестве пьезодатчиков, однако, область применения данных материалов ограничивается низкой (< 160 °C) температурой Кюри [23] и сложностью синтеза [24].

В последние два десятилетия постоянно растет количество публикаций в области исследований пьезоэлектрических излучателей, не содержащих свинец (LF - англ. Lead-Free Ceramics) [25]. Создаются новые пьезоэлектрические материалы, например, LF4T ((K044N a052Li0m){Nb086T a0ii0Sb004)03) [26] по характеристикам не уступающие традиционной PZT пьезокерамике.

Значительные успехи в микроэлектронике и вычислительной технике подтолкнули развитие технологий микро- (MEMS), а впоследствии и нано-электромеханических систем (NEMS) [25]. Что подтолкнуло к созданию миниатюрных акустических излучателей и приёмников. Это так называемые емкостные микромодулированные ультразвуковые преобразователи (cMUT - англ. Capacitive micromachined ultrasonic transducers). cMUT являются привлекательной альтернативой пьезоэлектрическим излучателям в некоторых случаях, демонстрируют преимущества при эксплуатации, такие как хорошую импеданнс-ную совместимость с воздухом, широкую полосу частот в иммерсионных приложениях [27].

В работе [28] авторы делают выводы, что cMUT технология основной кандидат для систем визуализации нового поколения в области неразрушающего контроля, медицинской и подводной диагностики.

Однако, несмотря на значительные успехи в ультразвуковой диагностике и неразрушающем контроле в настоящее время основными материалами остаются

Р2Т, ZrlO и РУББ, а также композиты на их основе. Также остается большое количество нерешённых задач. Например, актуальной задачей является измерение плотности биологических тканей, в частности костей. Актуальной является задача диагностики материалов с плавно меняющимся акустическим сопротивлением.

Пьезоэлектрические материалы

Пьезоэлектрическими называются материалы, обладающие свойством пье-зоэффекта, то есть возникновение электрического заряда на поверхности материала под действием механических напряжений (прямой пьезоэффект) и возникновение деформаций в электрическом поле (обратный пьезоэффект) [29].

Пьезоэлектрические материалы анизотропны, то есть их механические и электрофизические свойства различны по различным направлениям материала.

Пьезоэлектрические материалы делятся на монокристаллы естественного (кварц, сегнетова соль и др.) и искусственного (ниобат лития, лангасит и др.) происхождения , керамические материалы и плёночные структуры.

Под керамикой понимается поликристаллическое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллических зёрен (кристаллитов) размером в несколько микрометров, разделенных межзёренными границами.

Под пьезокерамикой понимаются неорганические диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью, относящиеся к сегнетоэлектрикам [30].

Сегнетоэлектрики — твёрдые диэлектрики, которые обладают в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован приложением внешнего электрического поля. Интервал температур ограничен точкой, при которой исчезает спонтанная поляризация. Эта точка называется температурой Кюри. Электрический диполь-ный момент в керамических материалах является наведённым, то есть созданным искусственно при воздействии внешнего поля. Он сохраняется после снятия поля.

В настоящее время известно более 1500 пьезоэлектрических соединений [20]. Число известных керамических сегнетоэлектриков составляет более тысячи [31].

Основные используемые пьезоматериалы

• Монокристаллы: кварц (Si02), сегнетова соль (NaKC4H406 • 4Н20), турмалин (H8Na4Al16B6Si12063), ниобат лития (LiNb03), танталат лития (LiTa03), тетраборат лития (Ы2В407), ортофосфат галлия (GaP04), герма-носилленит (Bi12Ge02o), берлинит (А/РО4), фресноит (Ва2Si2Ti08), лан-гасит (LasGa5SiO\4) (LGS), ланганит (La3Ga55Nbo5014) (LGN), лангатат (La3Ga5.5Ta0.5O14) (LGT);

• Пьезокерамика: титанат бария (BaTi03), титанат бария-свинца-кальция ((Ва, Pb,Ca)Ti03), ниобат бария-свинца ((Pb, Ba)Nb03), цирконат-титанат свинца (Pb[ZrxTi1-x}03), метаниобат свинца (PbNb206), титанат висмута (Bi4Ti3012);

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фазлыйяхматов Марсель Галимзянович, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акопян, В.Б. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами: Учеб. пособие [Текст] / В.Б. Акопян, В.А. Ершов ; Под ред. С.И. Щукина. -М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.-224 с. - ISBN: 5-70382597-0.

2. Ультразвук. Маленькая энциклопедия [Текст] / Под ред. И.П. Голямина. — М. : Советская энциклопедия, 1979.— 400 с.

3. Балдев, Р. Применения ультразвука [Текст] / Р. Балдев, В. Раджендран, Па-ланичами П. — М. : Техносфера, 2006. — 576 с. — ISBN: 5-94836-088-1.

4. Helmholtz, H. Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage fur die Theorie der Musik. [Text] / H. Helmholtz. — Braunschweig : Druck und Verlag von Friedrich Vieweg und Sohn, 1863. — 600 p.

5. Strutt, J.W. The Theory of Sound [Text] / J.W. Strutt. — London : Macmillan and Co., 1877. —Vol. 1. —326 p.

6. Strutt, J.W. The Theory of Sound [Text] / J.W. Strutt. — London : Macmillan and Co., 1878. —Vol. 2. —305 p.

7. Curie, P. Developpement, par pression, de l'electricite polaire dans les cristaux hemiedres a faces inclinees [Text] / P Curie, J. Curie // Comptes rendus. —

1880.—no. 91. —P. 294-295.

8. Lippmann, G. Principe de la conservation de l'electricite [Text] / G. Lippmann // Annales de chimie et de physique. — 1881. — no. 24. — P. 145-178.

9. Curie, P. Contractions et dilatations produites par des tensions dans les cristaux hemiedres a faces inclinees [Text] / P Curie, J. Curie // Comptes rendus. —

1881.—no. 93. —P. 1137-1140.

10. Pat. 1471547 USA, CPC G 10 K 9/12. Production of Submarine Signals and the Location of Submarine Objects [Text] / Chilowsky C., Langevin P. ; Applicant Chilowsky C., Langevin P. ; №169804 ; Application 19.05.1917 ; Patented 23.10.1923. —7 p.

11. Пат. 11371 СССР, МПК5 G 01 N 29/00. Способ и устройство для испытания металлов [Текст] / Соколов С.Е. ; заявитель и патентообладатель Соколов С.Е. - №234246 ; заявл. 02.02.1928 ; опубл. 30.09.1929, Вестник комитета по делам изобретений. №6. — 4 с.

12. Pat. 2625035 USA, CPC G 01 N 29/24. Supersonic Inspection Device [Text] / Firestone F. ; Applicant United Aircraft Corp. ; №637067 ; Application 22.12.1945 ; Patented 13.01.1953.— 7 p.

13. Dussik, K. Uber die moglichkeit hochfrequente mechanische Schwingungen als diagnostisches hilfsmittel zu verwerten [Text] / K. Dussik // Neurol. Psychiat. — 1942.—H. 174. —S. 153-168.

14. Ржанов, А.В. Титанат бария — новый сегнетоэлектрик [Текст] / А.В. Ржа-нов // Успехи физических наук. — 1949. — Т. 8, № 4. — С. 461-489.

15. Cherry, W.L. Piezoelectric effect in polycrystalline barium titanate [Text] / W.L. Cherry, R. Adler // Phys. Rev. — 1947. — Vol. 72, no. 10. — 981 p. — DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.72.981.

16. Matthias, B.T. Ferroelectricity in the ilmenite structure [Text] / B.T. Matthias, J.P. Remeika // Phys. Rev. — 1949. — Vol. 76, no. 12. — P. 1886-1887. — DOI: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.76.1886.2.

17. Jaffe, B. Piezoelectric properties of lead zirconate-lead titanate solid-solution ceramics [Text] / B. Jaffe, R.S. Roth, S. Marzullo // J. Appl. Phys. — 1954. — Vol. 25, no. 6. —P. 809-810.—DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.1721741.

18. Somer, J.C. Electronic sector scanning for ultrasonic diagnosis [Text] / J.C. Somer // Ultrasonics. — 1968. — Vol. 6, no. 3. — P. 153-159. — DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/0041-624X(68)90277-1.

19. Лущейкин, Г.А. Новые полимерсодержащие пьезоэлектрические материалы [Текст] / Г.А. Лущейкин // Физика твердого тела. — 2006. — Т. 48, № 6. — С. 963-964.

20. Andreev, I.A. Single crystals of the langasite family: An intriguing combination of properties promising for acoustoelectronics [Text] /

I.A. Andreev // Tech. Phys. - 2006. - Vol. 51, no. 6. - P. 758-764. -DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S1063784206060120.

21. Nomura, S. Recent applications of pmn-based electrostrictors [Text] / S. Nomura, K Uchino // Ferroelectrics. - 1983. - Vol. 50. - P. 197-202. -DOI: http://dx.doi.org/10.1080/00150198308014450.

22. Ouchi, H. Piezoelectric properties of pb(mgi/3nb2/3)o3 — pbtio3 — pbzro3 solid-solution ceramics [Text] / H. Ouchi, K. Nagano, S. Hayakawa // J. Am. Ceram. Soc. - 1965. - Vol. 48, no. 12. - P. 630-635. -DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1965.tb14694.x.

23. Piezoelectric films for high frequency ultrasonic transducers in biomedical applications [Text] / Q. Zhou, S. Lau, D. Wu, K. K. Shung // Prog. Mater Sci. - 2011. - Vol. 56, no. 2. - P. 139-174. -DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2010.09.001.

24. Haertling, G.H. Ferroelectric ceramics: History and technology [Text] / G.H. Haertling // J. Am. Ceram. Soc. - 1999. - Vol. 82, no. 4. -P. 797-818. -DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1999.tb01840.x.

25. Piezoelectric thin films: an integrated review of transducers and energy harvesting [Text] / A. Khan, Z. Abas, H.S. Kim, I. Oh // Smart Mater. Struct. -2016.-Vol. 25, no. 5.- 053002 p. - DOI: http://dx.doi.org/10.1088/0964-1726/25/5/053002.

26. Lead-free piezoceramics [Text] / Y. Saito, H. Takao, T. Tani [et al.] // Nature. -2004.-Vol. 432.-P. 84-87.-DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature03028.

27. Capacitive micromachined ultrasonic transducers: Fabrication technology [Text] / O. Oralkan, A.S. Ergun, J.A. Johnson [et al.] // IEEE T. Ultrason. Ferr. - 2002. - Vol. 49, no. 11. - P. 1596-1610. -DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TUFFC.2002.1049742.

28. Capacitive micromachined ultrasonic transducers: Fabrication technology [Text] / A.S. Ergun, Y. Huang, X. Zhuang [et al.] // IEEE T. Ultrason. Ferr. - 2005. - Vol. 52, no. 12. - P. 2242-2258. -DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TUFFC.2005.1563267.

29. Левшина, Е.С. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи: Учеб. пособие для вузов. [Текст] / Е.С. Левшина, П.В. Новицкий.—Л. : Энергоатомиздат, 1983. —320 с.

30. Алёшин, Н.П. Ультразвуковая дефектоскопия [Текст] / Н.П. Алёшин, В.Г. Лупачёв. —Мн. : Высшая школа, 1987.— 271 с.

31. Пьезоэлектрические резонаторы: Справочник [Текст] / В.Г. Андросова, Е.Г. Бронникова, А.М. Васильев [и др.] ; Под ред. П.Е. Кандыбы, П.Г. Позднякова. — М. : Радио и связь, 1992. —392 с. —ISBN: 5-256-00634-7.

32. Advantages and challenges of relaxor-pbtio3 ferroelectric crystals for electroacoustic transducers - a review [Text] / S. Zhang, F. Li, X. Jiang [et al.] // Prog. Mater Sci. — 2015. — Vol. 68. — P. 1-66. — DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2014.10.002.

33. Бергман, Л. Ультразвук и его применение в науке и технике [Текст] /Л. Бергман. — М. : Издательство иностранной литературы, 1957. — 727 с.

34. Галий, С.Н. Изучение методов и аппаратных средств измерения параметров пьезокерамических элементов: Учеб.метод.пособие [Текст] / С.Н. Галий. — Ростов-на-Дону : [б. и.], 2008. —35 с.

35. Шарапов, В.М. Пьезоэлектрические датчики [Текст] / В.М. Шарапов, М.П. Мусиенко, Е.В. Шарапова. — М. : Техносфера, 2006. — 632 с. — ISBN: 5-94836-100-4.

36. Балышева, О.Л. Материалы для акустоэлектронных устройств: Учебное пособие [Текст] / О.Л. Балышева. — СПб. : ГУАП, 2004. — 50 с.

37. CRC Handbook of Chemistry and Physics [Text] / Ed. by D.R. Lide. — 90th edition. — USA : CRC Press, 2009. — 2804 p. — ISBN: 1-4200-9084-4.

38. Малов, В.В. Пьезорезонансные датчики [Текст] / В.В. Малов. — 2-е перераб. и доп. изд. —М. : Энергоатомиздат, 1989. —272 с. —ISBN: 5-283-01507-6.

39. Применение ультразвука в медицине: Физические основы [Текст] / Под ред. К. Хилла. —М : Мир, 1989. —568 с. —ISBN: 5-03-000987-6.

40. Кикучи, Е. Ультразвуковые преобразователи [Текст] / Е. Кикучи ; Под ред. И.П. Голямина. —М. : Мир, 1972. —427 с.

41. Moles, M. Advances in Phased Array Ultrasonic Technology Applications [Text] / M. Moles. — USA : Olympus NDT, 2007. — 492 p. — ISBN: 978-9857137-19-0.

42. Свирская, С.Н. Пьезокерамическое материаловедение: Учеб. пособие [Текст] / С.Н. Свирская. — Ростов-на-Дону : [б. и.], 2009.— 82 с.

43. Briggs, A. Acoustic Microscopy: Second Edition [Text] / A. Briggs, O.V. Kolosov. — USA : Oxford University Press, 2009. — 387 p. — ISBN: 978-019-923273-4.

44. Gavrilova, V.A. Protective matching polymer powder coating of piezoelectric element [Text] / V.A. Gavrilova, M.G. Fazlyyyakhmatov, N.F. Kashapov // J. Phys.: Conf. Ser. — 2013. — Vol. 479, no. 012010. — DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/479/1Z012010.

45. Соловьянова, И.П. Теория волновых процессов: Акустические волны: Учебное пособие [Текст] / И.П. Соловьянова, С.Н. Шабунин. — Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. — 142 с.

46. Desilets, C.S. The design of efficient broad-band piezoelectric transducers [Text] / C.S. Desilets, J.D. Fraser, G.S. Kino // IEEE T. Son. Ultrason. — 1978. — Vol. 25, no. 3. — P. 115-125. — DOI: http://dx.doi.org/10.1109/T-SU.1978.31001.

47. Brown, L.F. Design considerations for piezoelectric polymer ultrasound transducers [Text] / L.F. Brown // IEEE T. Ultrason. Ferr. — 2000. — Vol. 47, no. 6.—P. 1377-1396. —DOI: http://dx.doi.org/10.1109/58.883527.

48. Acoustic properties of particle/polymer composites for ultrasonic transducer backing applications [Text] / M.G. Grewe, T.R. Gururaja, T.R. Shrout, R.E. Newnham // IEEE T. Ultrason. Ferr. — 1990. — Vol. 37, no. 6. — P. 506514. — DOI: http://dx.doi.org/10.1109/58.63106.

49. Pat. 4211948 USA, CPC H 01 L 41/10. Front Surface Matched Piezoelectric Ultrasonic Transducer Array with Wide Field of View [Text] / Smith L.S.,

Brisken A.F. ; Applicant General Electric Comp. ; №958654 ; Application 8.11.1978 ; Patented 8.07.1980.-6 p.

50. Pat. 4523122 USA, CPC H 01 L 41/08. Piezoelectric Ultrasonic Transducer Having Acoustic Impedance-Matching Layers [Text] / Tone M., Yano T. ; Applicant Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. ; №590465 ; Application 16.03.1984 ; Patented 11.06.1985.-6 p.

51. Pat. 7808156 USA, CPC H 04 R 17/00. Ultrasonic Matching Layer and Transducer [Text] / Chaggares N.C., Mehi J., Hirson D. ; VisualSonics Inc. ; №11366144 ; Application 2.03.2006 ; Patented 5.10.2010. -6 p.

52. А. с. 1631754 СССР, МПК5 H 04 R 17/00, B 06 B 1/06. Ультразвуковой преобразователь для медицинских диагностических приборов [Текст] / Ен-тальцева М.В., Закс П.Л., Кутев Ю.М., Михалев Б.Е., Москалев Е.В., Химу-нин А.С., Негода Л.Г. ; заявитель и патентообладатель ВНИИТВЧ им. В.П. Вологдина. - №4335393 ; заявл. 30.11.1987 ; опубл. 28.02.1991, Бюл. №6.4 с.

53. Passive materials for high-frequency ultrasound transducers [Text] / H. Wang, T.A. Ritter, W. Cao, K.K. Shung // Proc. SPIE. - 1999. - Vol. 3664. - P. 3542. -DOI: http://dx.doi.org/10.1117/12.350684.

54. Гаврилова, В.А. Применение коронного разряда для восстановления медицинских УЗИ-датчиков [Текст] / В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов, М.Г. Фаз-лыйяхматов // Ремонт, Восстановление, Модернизация. - 2013. - Т. 12.-С. 13-16.

55. Gavrilova, V.A. The spatial distribution the thickness of polymer powder coatings for ultrasonic sensors [Text] / V.A. Gavrilova, M.G. Fazlyyyakhmatov, N.F. Kashapov // J. Phys. Conf. Ser. - 2014. - Vol. 567, no. 012023. -DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/567/1Z012023.

56. Яковлев, А.Д. Порошковые краски [Текст] / А.Д. Яковлев. - Л. : Химия, 1987.-216 с.

57. Орлова, О.В. Технология лаков и красок [Текст] / О.В. Орлова, Т.Н. Фомичева.-М. : Химия, 1990.-384 с.-ISBN: 5-7245-0515-0.

58. Розенфельд, И.Л. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями [Текст] / И.Л. Розенфельд, Ф.И. Рубинштейн, К.Л. Жигалова. — М. : Химия, 1987. —224 с.

59. Полякова, К.К. Технология и оборудование для нанесения порошковых полимерных покрытий [Текст] / К.К. Полякова, В.И. Пайма. — М. : Машиностроение, 1972. —136 с.

60. Яковлев, А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий: Учебник для вузов [Текст] / А.Д. Яковлев. — 3-е, перераб. изд. — СПб. : ХИМИЗДАТ, 2008.—448 с. —ISBN: 978-5-93808-160-4.

61. Рейбман, А.И. Защитные лакокрасочные покрытия [Текст] / А.И. Рейбман. — 5-е перераб. и доп. изд. — Л. : Химия, 1982. — 320 с.

62. Яковлев, А.Д. Порошковые краски и покрытия: Краткое пособие для потребителей [Текст] / А.Д. Яковлев, Л.Н. Машляковский. — СПб : Химиздат, 2000. —64 с.—ISBN: 5-93808-001-0.

63. Яковлев, А.Д. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе [Текст] / А.Д. Яковлев, В.Ф. Здор, В.И. Каплан. — 2-е перераб. изд. — Л. : Химия, 1979. —254 с.

64. Adamiak, K. Numerical investigation of powder trajectories and deposition in tribocharge powder coating [Text] / K. Adamiak // IEEE Trans. Ind. Appl. — 2001. — Vol. 37, no. 6. — P. 1603-1609. — DOI: http://dx.doi.org/10.1109/28.968167.

65. Kleber, W. Triboelectric powder coating: a practical approach for industrial use [Text] / W. Kleber, B. Makin // Part. Sci. Technol. — 1998. — Vol. 16, no. 1. — P. 43-53. —DOI: http://dx.doi.org/10.1080/02726359808906783.

66. Boncza-Tomaszewski, Z. Tribo charging powder coating [Text] / Z. Boncza-Tomaszewski, P. Penczek // Macromol. Symp. — 2002. — Vol. 187.— P. 417426. — DOI: http://dx.doi.org/10.1002/1521-3900(200209)187:1<417::AID-MASY417>3.0.CO;2-D.

67. Высовольтные элетротехнологии [Текст] / О.А. Аношин, А.А. Белоголов-ский, И.П. Верещагин [и др.]; Под ред. И.П. Верещагин. — М : Издательство МЭИ, 2000. — 204 с. — ISBN: 5-7046-0535-4.

68. Hughes, J.F. Electrostatic Powder Coating [Text] / J.F. Hughes. — UK : Research Studies Press Ltd. - John Wiley & Sons Inc., 1984. — 121 p. — ISBN: 0-06380018-1,0-471-90569-0.

69. Колодяжный, А.А. Основные направления в области разработок порошковых красок [Текст] / А.А. Колодяжный // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1996. — № 3. — С. 9-10.

70. Касимова, Г.С. Новое в подготовке поверхности и окраски изделий [Текст] / Г.С. Касимова, Т.И. Кантерова // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1982. — № 2. — С. 66-69.

71. Новое в методах и технологии нанесения полимерных порошковых покрытий [Текст] / Г.С. Касимова, Т.И. Кантерова, Н.Я. Митрофанова, Г.Н. Веде-нов // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1987. — № 4. — С. 7275.

72. Гладков, Д.М. Режимы работы пневмоэлектрораспылителей [Текст] / Д.М. Гладков // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1983. — №2. —С. 54-56.

73. Пат. 2146563 Российская Федерация, МПК7 B 05 B 5/025, B 05 B 5/047. Устройство для нанесения покрытий из дисперсных материалов [Текст] / Исрафилов З.Х., Кашапов Н.Ф., Соловьева И.Н., Алексеев В.А., Разживина Л.Г. ; заявитель и патентообладатель Татарский республиканский центр новых технологий "НУР". — №98111463/12 ; заявл. 15.06.1998 ; опубл. 20.03.2000, Бюл. №8. —5 с.

74. Основы электрогазодинамики дисперсных систем [Текст] /И.П. Верещагин, В.И. Левитов, Г.З. Мирзабекян, М.М. Пашин. — М. : Энергия, 1974. — 480 с.

75. Pat. 3536514 USA, CPC B 05 B 3/1042, B 05 B 5/001, B 05 B 5/04, B 05 B 5/0418, B 05 B 5/1683, B 05 B 7/1472. Electrostatic Coating Method

[Text] / LaFave R.L., Probst R.O. ; Applicant Ransburg Electro-Coating Corp. ; №534942 ; Application 17.02.1966 ; Patented 27.10.1970. — 9 p.

76. Pat. 3558052 USA, CPC B 05 B 5/032, B 05 B 7/1477, B 05 B 7/1468, B 05 B 5/1683. Method and Apparatus for Spraying Electrostatic Dry Powder [Text] / Dunn J.P. ; Applicant F.I.N.D. Inc. ; №772320 ; Application 31.10.1968 ; Patented 26.01.1971.— 6 p.

77. Pat. 3746254 USA, CPC B 05 B 5/032, B 05 B 7/1477, B 05 B 7/1445, B 05 B 5/1683. Powder Spray System [Text] / Duncan L.S., Tamny S.Z., Riedy C.H. ; Applicant Nordson Corp. ; №194830 ; Application 02.11.1971 ; Patented 17.07.1973. —15 p.

78. Электростатический распылитель для порошковых материалов с внутренней зарядкой частиц [Текст] / И.П Верещагин, Г.С. Догадин, Н.Н. Май-сурадзе [и др.] // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1976. — №2. —С. 60-61.

79. Распылитель порошковых полимеров с предварительным зарядом порошка [Текст] / М.Н. Прядилов, В.Е Дубенчак, Г.В. Ксенофонтов, Б.В. Ткачев // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1983.—№6. —41 с.

80. Устройство для электростатического нанесения полимерных порошковых материалов [Текст] / М.Н. Прядилов, В.Е Дубенчак, Г.В. Ксенофонтов, Б.В. Ткачев // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1983. — № 5. — С. 50-52.

81. Pat. 3630441 USA, CPC B 05 B 5/04, B 05 B 5/1691, B 05 B 5/0531, B 05 B 5/0418. Electrostatic Spraying Appartus [Text] / Felici N., Tholome R., Garcin F. ; Applicant Tunzini-Sames ; №85820 ; Application 30.10.1970 ; Patented 28.12.1971. —15 p.

82. А. с. 774613 СССР, МПК5 B 05 B 5/08. Устройство для нанесения покрытий из дисперсных полимерных материалов [Текст] / Каретников В.В., Котов Ф.А., Абадеева Г.А., Шинкаренко Н.И. ; заявитель и патентообладатель Черкасский проектно-конструкторский технологический институт. — №2696857 ; заявл. 14.12.1978 ; опубл. 30.10.1980, Бюл. №10.—4 с.

83. А. с. 394108 СССР, МПК5 B 05 B 5/02, B 44 D 1/094. Электростатический распылитель [Текст] / Бурков И.Л., Вьюсов С.С., Здор В.Ф., Колесников С.Н., Королев Г.Н. ; заявитель и патентообладатель Ленинградский вагоностроительный завод им. И.Е. Егорова. - №1496859 ; заявл. 03.12.1970 ; опубл. 22.08.1973, Бюл. №34.-4 с.

84. А. с. 1087188 СССР, МПК5 B 05 B 5/08. Устройство для нанесения покрытий из дисперсных полимерных материалов [Текст] / Бакркан А.И., Родченко Д.А., Кузьмин Л.Л. ; заявитель и патентообладатель Белорусский институт железнодорожного транспорта. - №3577830 ; заявл. 05.03.1984 ; опубл. 23.04.1984, Бюл. №15.-4 с.

85. Gavrilova, V.A. Plasma application of protective polymer-powder coatings to ultrasonic sensors [Text] / V.A. Gavrilova, N.F. Kashapov, R.N. Kashapov // Biomedical Eng. - 2011. - dec. - Vol. 45, no. 5. - P. 198-200. -DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s10527-011-9241-x.

86. Fazlyyyakhmatov, M. Corona discharge in the process of spraying protective powder coatings on piezoceramic materials [Text] / M. Fazlyyyakhmatov, N. Kashapov // High Temperature Material Processes. - 2014. - Vol. 18, no. 4. -P. 257-263. -DOI: http://dx.doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2015015694.

87. Гаврилова, В.А. Нанесение защитного полимерно-порошкового покрытия на многоэлементный медицинский пьезоэлектрический датчик в поле коронного разряда [Текст] / В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов, М.Г. Фазлыйях-матов // Известия высших учебных заведений Физика. -2014. - Т. 57, № 3/3.-С. 114-118.

88. Численное моделирование процесса напыления заряженного аэрозоля на поверхность в электростатическом поле [Текст] / В.А. Гаврилова, Н.Ф. Ка-шапов, А.Л. Тукмаков, Д.А. Тукмаков // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. -2012. - № 2. -С. 177-182.

89. Тукмаков, А.Л. Численная модель электрогазодинамики аэродисперсной системы на основе уравнений движения двухскоростной двухтемпературной

газовзвеси [Текст] / А.Л. Тукмаков // Прикладная механика и техническая физика.-2015.-Т. 56, №4.-С. 112-120.

90. Математическое моделирование осаждения частиц полимерного порошка на поверхности тел при струйном напылении [Текст] / И.Р. Гимранов, М.С. Тахавиев, Л.Р Фазлыев, В.Л. Федяев // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. — 2015. — Т. 71, № 3. —С. 63-66.

91. Formation of polymeric powder coatings [Text] / E. R. Galimov, V. L. Fedyaev, N. Ya. Galimova [et al.] // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. — 2017. — Vol. 240, no. 012014. — 012014 p. — DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/240/1/012014.

92. Mathematical modeling of processes occurring during deposition of sprayed particles of polymeric powder [Text] / E.R. Galimov, Fedyaev V.L., N.Ya. Galimova [et al.] // J. Phys. Conf. Ser. — 2017. — Vol. 789, no. 012007. — 012007 p. —DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/789/1Z012007.

93. Ye, Q. On the simulation of space charge in electrostatic powder coating with a corona spray gun [Text] / Q. Ye, J. Domnick // Powder Technol. — 2003. — Vol. 135-136. — P. 250-260. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2003.08.019.

94. Numerical simulation of the electrostatic powder coating process with a corona spray gun [Text] / Q. Ye, T. Steigleder, A. Scheibe, J. Domnick // J. Electrostat. — 2002. —Vol. 54, no. 2. —P. 189-205. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(01)00181-4.

95. Васильев, В.Е. Влияние скорости воздушного потока на осаждение порошковых красок, наносимых пневмоэлектрическими распылителями [Текст] / В.Е. Васильев // Лакокрасочные материалы и их применение. — 1983. — № 1. —С. 28-30.

96. Bailey, A.G. The science and technology of electrostatic powder spraying, transport and coating [Text] / A.G. Bailey // J. Electrostat. — 1998. — Vol. 45, no. 2.—P. 85-120. —DOI: http://dx.doi.org/10.1016/s0304-3886(98)00049-7.

97. Yanagida, K. New powder coating equipment for automotive bodies [Text] / K. Yanagida, M. Kumata, M. Yamamoto // J. Coat. Technol. - 1996. - Vol. 68. - P. 47-56. -DOI: http://dx.doi.org/http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.06.007.

98. Волгаев, С.А. Исследование дисперсности полимерно-порошковых красок, применяемых для распыления в коронном разряде [Текст] / С.А. Волгаев, В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2011. - № 8.-С. 38-42.

99. Васильев, В.Е. Оптимальный размер частиц порошковых красок при осаждении пневмоэлектростатическими распылителями [Текст] / В.Е. Васильев, В.Н. Ратников // Лакокрасочные материалы и их применение. -1983.-№ 8.-С. 24-26.

100. Капцов, Н.А. Коронный разря и его применение в электрофильтрах [Текст] / Н.А. Капцов. - М. - Л. : Государственное издание технико-теоретической литературы, 1947.-227 с.

101. Pauthenier, M. La charge des particules spheriques dans un champ ionise [Text] / M. Pauthenier, M. Moreau-Hanot // J. Phys. Radium. - 1932. - Vol. 3, no. 12. -P. 590-613.-DOI: http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01932003012059000.

102. Панюшкин, В.В. Измерение заряда порошка, наносимого распылителями с внешней зарядкой [Текст] /В.В. Панюшкин, М.М. Пашин // Лакокрасочные материалы и их применение. - 1984. - № 2. - С. 25-27.

103. Influence of powder properties on the performance of electrostatic coating process [Text] / M.K. Mazumder, D.L. Wankum, R.A. Sims [et al.] // J. Electrostat. - 1997. - Vol. 40. - P. 369-374. -DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0304-3886(97)00073-9. - Proceedings of the 8th International Conference on Electrostatics.

104. Изучение критериев оценки долговечности полимерных покрытий в агрессивных газах при ускоренных испытаниях [Текст] / Е.П. Цингарелли, М.Л. Оржаховский, И.Я. Клинов, З.В. Маринина // Лакокрасочные материалы и их применение. - 1972. - № 3. - С. 44-47.

105. РМГ 29-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения [Текст]. — М. : Стандартин-форм, 2014. —56 с.

106. JCGM 200:2008 International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM) [Text]. — [S. l.] : JCGM, 2010. — 23 p.

107. ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. [Текст]. —М. : Стандартинформ, 2013.— 24 с.

108. Р 50.2.038-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений [Текст]. —М. : Стандартинформ, 2011.— 11 с.

109. Пронкин, Н.С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям: Учебное пособие для вузов [Текст] / Н.С. Пронкин. — М. : Логос, 2007. —392 с. —ISBN: 978-5-97804-267-4.

110. МИ 2083-90 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей [Текст]. — М. : Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1991. —11 с.

111. JCGM 100:2008 Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement [Text]. — [S. l.] : JCGM, 2008. — 134 p.

112. ГОСТ Р 54500.3-2011/ Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределённость измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределённости измерения [Текст]. — М. : Стандартинформ, 2012. — 107 с.

113. РМГ 43-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Применение руководства по выражению неопределенности измерений [Текст]. — Минск : Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. — 26 с.

114. Fazlyyyakhmatov, M. Calculation of the electrostatic field of corona discharge in the powder coating process [Text] / M. Fazlyyyakhmatov, N.F. Kashapov // High Temperature Material Processes: An International Quarterly of High-Technology Plasma Processes. - 2018. - Vol. 22, no. 4. - P. 231-238. -DOI: http://dx.doi.org/10.1615/HighTempMatProc.2018029210.

115. Process of the deposition of charged polydisperse gas suspension on the plate surface in an electrical field [Text] / A. L. Tukmakov, N. F. Kashapov, D. A. Tukmakov, M. G. Fazlyyyakhmatov // High Temp. - 2018. - Jul. - Vol. 56, no. 4. - P. 481-485. -DOI: http://dx.doi.org/10.1134/S0018151X18040193.

116. Fazlyyyakhmatov, M. Resistance of the powder coatings obtained in the electrostatic field of the corona discharge to the static action of liquids [Text] / M. Fazlyyyakhmatov, A. Teveleva, N. Kashapov // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 1058, no. 1. - 012073 p. -DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/1058/1/012073.

117. Разработка сканирующего ультразвукового прибора на фазированных решётках [Текст] / Е.С. Денисов, Р.К. Сагдиев, Ю.К. Евдокимов [и др.] // «Нигматуллинские чтения-2013»: Международная научно-техническая конференция, 19-21 ноября 2013 г.: Тезисы докладов. - Казань : Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2013.-С. 134-137.-ISBN: 987-5-7579-1925-6.

118. Phased array based ultrasound scanning system development [Text] / R.K. Sagdiev, E.S. Denisov, Yu.K. Evdokimov [et al.] // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.-2014.-Vol. 69, no. 012012.-DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/69/1/012012.

119. Техническое описание микросхемы LM96550 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. - USA : Texas Instruments, 2014. - URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm96550.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

120. Техническое описание микросхемы AFE5851 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. - USA : Texas Instruments, 2014. - URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/afe5851.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

121. Техническое описание микросхемы LM96530 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. — USA : Texas Instruments, 2015. — URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm96530.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

122. Техническое описание микросхемы TX810 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. — USA : Texas Instruments, 2014. — URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tx810.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

123. Техническое описание микросхемы LM96570 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. — USA : Texas Instruments, 2013.— URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm96570.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

124. Техническое описание микросхемы LTC6905 [Электронный ресурс], Linear Technology Incorporated. — USA : Linear Technology, 2005. — URL: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/6905fd.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

125. Техническое описание микросхемы LM3880 [Электронный ресурс], Texas Instruments Incorporated. — USA : Texas Instruments, 2016. — URL: http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/lm3880.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

126. Beam control system for ultrasound scanning device [Text] / E.S. Denisov,

B.K. Temyanov, R.K. Sagdiev, M.G. Fazlyyyakhmatov // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. —2014. —Vol. 69, no. 012014. —DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/69/1/012014.

127. Техническое описание ПЛИС семейства VIRTEX-5 [Электронный ресурс], Xilinx. — USA : Xilinx, 2015. — URL: http://www.xilinx.com/support/documentation/datasheets/ds100.pdf (дата обращения: 23.04.2016).

128. Фазлыйяхматов, М.Г. Многоканальная система ультразвукового сканирования биологических и многофазных объектов [Текст] / М.Г. Фазлыйяхматов, Н.Ф. Кашапов // Международная научно-техническая конференция, приуроченная к 50-летию МРТИ-БГУИР, Минск, 18-19 марта 2014 г.: Материалы конф. / Под ред. А. Н. Осипов [и др.]. — Т. 2 из 2. — Минск : БГУИР, 2014. —

C. 119-120. —ISBN: 978-985-543-038-5.

129. Фазлыйяхматов, М.Г. Разработка многоканальной системы ультразвукового зондирования биологических объектов [Текст] / М.Г. Фазлыйяхматов, Н.Ф. Кашапов // Радиоэлектроника и молодёжь в XXI веке: Сб. трудов Международного молодёжного форума (Харьков, 14-16 апреля 2014 г). -Т. 1 из 2.-Харьков : ХНУРЭ, 2014.-С. 124-125.

130. Фазлыйяхматов, М.Г. Разработка ультразвукового сканирующего прибора на фазированных решётках [Текст] / М.Г. Фазлыйяхматов // ХХ! Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Современные техника и технологии», Томск, 5-9 октября 2015 г.: Материалы конф. - Т. 1 из 2. - Томск : Изд-во ТПУ, 2015. - С. 302-304.

131. Measurement methods of ultrasonic transducer sensitivity [Text] / D. Xiao, Q. Fan, C. Xu, X. Zhang // Ultrasonics. - 2016. - Vol. 68.-P. 150-154. -DOI: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ultras.2016.02.017.

132. van Neer, P.L.M.J. Reflector-based phase calibration of ultrasound transducers [Text] / P.L.M.J. van Neer, H.J. Vos, N. de Jong // Ultrasonics. - 2011. - Vol. 51, no. 1. - P. 1-6. -DOI: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ultras.2010.05.001.

133. Louvis, E. Selective laser melting of aluminium components [Text] / E. Louvis, P. Fox, C.J. Sutcliffe // J. Mater. Process. Technol. - 2011. - Vol. 211, no. 2. - P. 275-284. -DOI: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2010.09.019.

134. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие [Текст] / А.И. Аристов, В.М. Приходько, И.Д. Сергеев, Д.С. Фатюхин. - М. : НИЦ ИНФРА-М, 2014.-256 с.-ISBN: 978-5-16-004750-8.