Способ обжига изделий пьезоэлектрической керамики

Способ обжига изделий пьезоэлектрической керамики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБЖИГА ИЗДЕЛИЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ сложной конфигурации путем их непрерьтного перемещения через зону обжига со скоростью 0,2-20 мм/мин при одновременном действии положительного градиента температуры 30-220 С/см и охлаждения , отличающийся тем,. что, с целью повышения механической прочности и исключения механической обработки, перед обжигом заготовки оборачивают алюминиевой фольгой, а охлаждение осуществляют при воздействии отрицательного градиента темпера ,туры ЗО-ЮО С/см.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 111) yg g С 04 В 35/64 (21) 3610576/29-33 (22) 27.06.83 (46) 15.12.85.Бюл.й 46 (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им.N.À.Ñóñëîâà (72) О.П.Крамаров, А.В.Беляев и С.О.Крамаров (53) 666.655 (088.8) (56) Патент ФРГ Ф 2435437, кл. С 04 В 35/64, опублик. 1979 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 658113, кл. С 04 В 35/00, 1979. (54) (57) СПОСОБ ОБЖИГА ИЗДЕЛИЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ KEPAMHKH сложной конфигурации путем их непрерывного перемещения через зону обжига со скоростью 0,2-20 мм/баян при одновременном действии положительного градиено та температуры 30-220 С/см и охлаждения, отличающийся тем,. что, с целью повьапения механической прочности и исключения механической обработки, перед обжигом заготовки оборачивают алюминиевой фольгой, а охлаждение осуществляют при воздействии отрицательного градиента температуры 30-100 С/см.

1198043

Изобретение относится к технологическому процессу спекания изделий иэ керамики, в частности к спекаиию изделий сложной формы из цирконата-титана свинца, не подлежащих механической обработке, содержащих свинец или другие летучие при высоких температурах вещества.

Цель изобретения - повышение механической прочности и исключение меха- 10 нической обработки.

Сцекание заготовки по предлагаемому способу производят в следующей последовательности.

Заготовку (пакет заготовок) обора- 15 чивают перед спеканием в алюминиевую фольгу (B два или более слоев), затем передвигают, подвергая действию сначала большого положительного градиента температуры, при этом проис- 20 ходит быстрое окисление алюминиевой фольги, которая в дальнейшем становит- . ся экраном для летучих компонент пьезокерамики и выдерживает температу-. ры спекания. 25

Пьезокерамическая заготовка до температуры спекания представляет собой совокупность отдельных частичек пьезоматериалов, связанных адгезионными силами после формирования, и может З0 до спекания выдерживать большой градиент температуры. Когда заготовка ,достигает температур спекания,проис.одит последовательное спекание заготовки с вытеснением газообразной фазы вдоль максимального градиента температуры.

Зона максимальной температуры проходит вдоль заготовки (пакета заготовок). После этого заготовку 40 (пакет заготовок 1перемещают через зону заданного отрицательного градиента температуры.

В результате этого действия прекращается рост зерен, и уменьшается 45 вылет летучих компонент керамики.

Дополнительно исключаются термические удары, в результате которых спеченная керамика легко разрушается.

Способ спекания пьезокерамических . заготовок осуществлялся следующим образом, Заготовку, например, в виде цилиндра f 10 3 х 10 мм из пьезокерамики ЦТС-83Г оборачивают в 3-4 5Ы слоя алюминиевдй фольги марки А-5, толщиной 0,035 мм и помещают в подвегк, изготовленную из никелевой проволоки, Подвеску с заготовкой перемещают в канале печи, в которой создано необходимое температурное поле, Параметры температурного ф

dT поля: положительный градиент

Ьх переднего фронта, отрицательный граЬТ диент —. заднего фронта и темпераЬх тура спекания Т. „задаются нагревательными элементами, встроенными в канал печи.

ЬТ ЬТ

Данные приведены в

Ьх Ьх табл, 1 и 2.

Скорость V передвижения заготовки задается механизмом передвижения подвески и ее значения приведены в табл.l.

В табл.l позициями 1-15 обозначеЬТ ны режимы Ч и

Ьх

В табл.2 приведены значения механической прочности пьезокерамики

ЬТ на растяжение dp для различных ,Ь х при одном из возможных режимов

Ч, d x

Механическую прочность на растяжение Gp измеряют методом вклейки на образцах без видимых поверхностных трещин. При наличии дефектов образцы бракуют по внешнему, виду (в табл.2 это обозначено прочерком . Сравнительный анализ данных по Gp позволяет сделать следующие выводы. Для пьезокерамики ЦТС-83 Г оптимальным режимом спекания является: Y

ЬТ о

= 2,5 мм/мин; — = 200 с/см

Ьх

ЬТ о

= 50 с/см при Т д = 1080 С.

Диапазон значений U u

ЬТ

ЬТ

Ьх выбран исходя из значений d О

Ьх и электрофизических параметров керамики.

ДлIH Y z 0,2 MM/мин (позиции 1-3) и для Y > 20 мм/мин (позиции 13-15) сегнетокерамика получается либо перепеченной, либо недопеченой, что приводит как к низким электрофизическим параметрам 1-3, так и низким значениям dp 13-15. Диапазон

ЬТ

Ьх выбран аналогичным образом, увелиС

P ельный градиент с/см

200 230

Режим

0,1

0,2

2,5

20

22

15

Таблица2 вТ рицательный градиент

Ъ вх с/см

Режи

220

127

231

226 238

243 240 133

250 . 248 138

263 250 148

273 236 158

238 245

247 252

250 270

268 280 о чение = 220 с/см приводит к

Ьх значительному росту зерен, вылету свинца и, как следствие, к ухудшению прочностных и электрофизических свойств. Таким образом, граничные значения параметров режима спекания

Ь Т+ ЬТ

V,, составляют:

Ьх Ьх

ЬТ о

0,2-20 мм/мин, 30-200 с/см, ЬТ

Лх — = 30-100 с/см. Для пьезокераЬх мик, отличных от ЦТС-83Г, температура спекания обычно лежит в пределах

1000-1300 С, поэтому диапазон режИо ма спекания не изменяется, возможно уточнение оптимального режима в .указанных пределах.

Контролируемые электрофизические характеристики: диэлектрическая проницаемость Я, пьезомодуль о тангенс угла диэлектрических потерь

tg F, соответствует параметрам, указан98043 4 ным в ТУ 0306 для ЦТС-83Г. Значение для керамики ЦТС-83Г, спеченной по известному способу сгекания, сося тавляет p = 242 кг/см, что по сравнению с предлагаемым способом спекания меньше на 20Х.

Изделия, спеченные по известному способу, требуют механической обработки для устранения .обедненного

1б поверхностного слоя, который снижает механические и электрофизические характеристики пьезоэлементов. Изделия сложной формы, которые прйнципиально

-не подлежат механической обработке, могут быть получены только по предлагаемому способу обжига.

Применение предлагаемого способа

1 спекания в промышленности позволяет полностью отказаться от дополнитель20 ной механической обработки изделий, что приводит к экономюи сырья, энергии и трудозатрат, снижает себестоипродукции

Т а б л и ц а 1! 198043

Продолжение табл.2

Режи

/см

120

276 244

145

303 260 143

150

168

125

122

240 249 129

110

110

100

14

73

15

65

%Партии пьезоэлементов, электрофизические характеристики которых удовлетворяют .требованиям (ТУ 0306).

Составитель Н.Соболева

Редактор Е.Копча Техред M.Ïàðîöàé

Корректор И.Эрдейи

Заказ 7683/24 Тираж 604

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

286 295

300 306

300 320

302 308

244 248

243 245

243 248

300 250

305 247

240 240

249 249