Способ получения пьезоэлектрического керамического материала

Способ получения пьезоэлектрического керамического материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения пьезокерамических материалов с высокой пьезочувствительностью , используемых в гидроакустике в пьезокерамических датчиках с повышенной чувствительностью к гидростатическому давлению. Целью изобретения является подавление пьезомодуля djY, увеличение пьезочувствительности gjj и понижение температуры спекания пьезокерамического материала на основе титаната свинца. Цель достигается тем, что в способе, включающем обжиг оксидов свинца, самария, титана и марганца при 800-850°С в течение.1,5-2 ч, в шихту дополнительно вводят хлорид натрия и оксид висмута при следующих концентрациях компонентов , мас.;%: РЪО 41,26-56,55; 0,41-1,80;; В1,ОзО,08-1,90; TiO 15,91-21,21; MnOj 0,35-0,68; WaCI 20,0-40,0, и после обжига продукт отмывают водой от хлорида, натрия, Полученньш таким способом материал обладает следующим характеристикам: температура спекания I135-1165 С, плотность 7,2-7,5 г/см , температура Юори 415-470С, относительная диэлектрическая проницаемость 65-85, тангенс угла диэлектрических потерь 0,01-0,02, пьезомодуль проазз ( 75-97 ) меряется, пьезомодуль - ч 1. 2 Ю {10 Кл/Н, пьезочувствительность g., (ni-154j . 10 В.м/Н, необратимые изменения d,,. после отжига при 300 СtaoA . 2 ч - не более 8%. 1 табл. оо 01 Ёо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (SI) e С 04 В 35/49

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСМОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3896931/29-33 (22) 15.05.85 (46) 23.!1.86. Бюл. № 43 (7!) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. М.А. Суслова (72) С.С. Лопатин, Т. Г. Лупейко, Б.С. Медведев, И.Н. Тюменева и Б.П. Морданов (53) 666.655 (088.8) (56) Патент США ¹ 4243541, кл. С 04 В 35/46> опублик. 06.01.81.

Заявка Японии № 54-106514, кл. С 04 В 35/00, опуб!)ик. 21.08.79. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способам получения пьезокерамических материалов с высокой пьезочувствительностью, используемых в гидроакустике в пьезокерамических датчиках с повышенной чувствительностью к гидростатическому давлению. Целью изобретения является подавление пьезомодуля

dз, увеличение пьезочувствительности g и понижение температуры спекания пьеэокерамического материала на основе титаната свинца. Цель достигается тем, что в способе, включающем обжиг оксидов свинца, самария, титана н марганца при 800-850 С в течение.!,5-2 ч, в шихту дополнительно вводят хлорид натрия и оксид висмута при следующих концентрациях компонентов, мас %: РЪО 41,26-56,55;

41-1,80 Bi 0 0,08 1,90

15,91-21,2!; МпО 0,35-0,68; NaCI

20,0-40,0, и после обжига продукт отмывают водой от хлорида натрия. Полученный таким способом материал обладает следующим характеристикам: температура спекания 1135-1165 С, плотность 7,2-7,5 г/см, температур ра Кюри 415-470 С, относительная диэлектрическая проницаемость 65-85, тангенс угла диэлектрических потерь

0,01 0,02, пьеэомодуль d 1не промеряется, пьеэомодуль d (75-97)

".10 Кл/Н, пьезочувствительность (111-!54) .10 В.м/Н, необратимые о изменения d после отжига при 300 С53

2 ч — не более 8%. 1 табл.

l 2) 8 )3

Изобретение относится к способам получения пьезоэлектрических керамических материалов с высокой пьезочувствительностью, используемых в гидроакустике в пьезокерамических 5 датчиках с повышенной чувствительностью к гидростатическому давлению.

Цель изобретения - подавление пьезомодуля 6 „, увеличение пьезочувствительности g и понижение темпе53

1 атуры спекания пьезоэлектрического керамического материала.

Цель достигается тем, что согласно способу, включающему обжиг оксидов свинца, самария, титана и марган- !5 ца при 800-850 С в течение 1,5 — 2 ч, в шихту дополнительно вводят хлорид натрия и оксид висмута и после отжига продукт отмывают от хлорида натрия водой.

В качестве исходного сырья используют следующие реактивы: РЪО ч.д.а.;

Ti0 конденсаторный; В1 0 ч. д. а.;

МпО ч.; Sm О CM-2; ИаС1 "Экстра".

2 З 25

Оксиды предварительно прокаливают при 350 С для удаления влаги и адсорбированных газов, а затем смешивают и перетирают в шаровой мельнице с агатовыми шарами. После помола к жидкому шликеру добавляют необходимое количество хлорида натрия,. перемешивают массу, разливают ее в тефлоновые чашки и высушивают при 120-140 С.

При высушивании смесь застывает в ниде достаточно прочных брикетов.

Брикеты извлекают из чашек, выкладывают на керамические подложки и про каливают па воздухе при 800-850 С в течение 1,5-2 ч. После прокаливания 40 брикеты дробят, заливают водой и материал отмывают от хлорида натрия.

Продукт реакции быстро осаждается, что позволяет промывать его методом декантации.

После отмывки продукта от хлорида натрия и высушивания к нему,цобавляют связку из расчета 5 мл 57-ного водного раствора поливинилового спирта на 100 r порошка н прессуют в цилиндры при 2000 кг/см . Спекание материала осуществляют на воздухе до плотности, не ниже 95Х от теоретической. Для использованного сырья необходимая плотность керамики достигается при !135-1165 O. lla e сггекания керамику подвергают механической обработке и наносят на нее серебрянные электроды вжиганием пасты.

Образцы поляризуют при 150-160 С в течение 5-30 мин полем 40-60 кВ/см.

В таблице приведены состав и свойства полученной пьезокерамики.

Материал характеризуется высокой стабильностью пьезомодуля 6 в интервале одноосных сжимающих давлений

0-1500 кг/см в направлении поляризациие

Ф о р мул а и з о б р е т е н и я

Способ получения пьезоэлектрического керамического материала, включающий обжиг смеси оксидов PbO, Sm О>, 2 3

TiO 2 и МпО2 при температуре 800—

850 С в течение 1,5-2 ч с последующим дроблением, формованием заготовок и их спеканием, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью подавления пьезомодуля Й, увеличения пьез зочувствительности g и понижения зз температуры спекания, в шихту дополнительно вводят Ы О и NaC1 при сле2 З дующем соотношении компонентов, мас.7:

PbO 41,26-56,55

Sm2O3 0,41 — 1,80

TiO 15, 91-21, 21

МпО 0 35-0,68

Ь Оз 0 08 1 90

NaC1 20,0-40,0 и после дробления отмывают от NaC1 водой.

1271853 р

0 ь р 3„м

CO О О! — т— ох л

bD СС!

à — — I

C÷ л о х о

-х

I I

1 I

С

Г! ь л о

СО

b0

Ф о о л л о о о о о л л л о о о о

1- (л1

1 о л !

I и

° 4

I

I о и и

CO Ю Л о о л 2 ll О

Еч о

- v

4 о и ю м и и и

О О М

1 - о о о о

o o o л л л о и о

СМ СЧ М о о

o o л л о о

С 4 о о л ь

С !

1 о

Ф.

СО О л о! 0 б л л л о о о л и 3 м о о

Cv о

1

I сч и м л л

О СО о л

0О л о

<ч 1!

Ch

У и

Z1O

I ° (° 1 Е-1

Н1О

I0 I й1о

I ср 1

1Я 1

ÑO

И О л ° \ о

СО о ь

CV О л о о

0О л

cV O о л м л л о

О О

o ev л л и 4

О\

Ch л л

СЧ О1 и р (! f О и и и О и о ,О 1 ! а.

1 !

1

iО I а с

1 Ю Ф о

В -- — О О (4 и м

О О и ño л О

О О л СО О о и co o сi! о м сч сч ч ч л л л л л л л л л л и

0С

Ж р

<У Р

03

0!

v x о и а

o w

СО Э ч х а я

И и

I o м

СС ж

Х м ма

6 (tj

Я Ю

О

1D о в о!

° л 01

p а ч о ф рл ж

Х

<У Ю ф л

Ф

F»

Э

0! Ж ж о Q) о !! е

С 4 6

СО

Щ х ао

1 о о ь и

Я СО, т, а ж ж а

0!

0J

E I

3 и

04 0!

Ж 03

О

|О у,0! с4 и ц) л

o-