Способ получения оптимальной концентрации модифицирующих добавок в пьезокерамическомматериале

Способ получения оптимальной концентрации модифицирующих добавок в пьезокерамическомматериале

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Воюэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.XI.1969 (№ 1380497/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.ll.1971. Бюллетень № 8

МПК Н 03h 9/14

Комитет по делом изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.372.412 (088.8) Дата опубликования описания G.11 .!971

Авторы изобретения

Заявитель

В. M. Королев, С. И. Чижиков и H. Г. Сорокин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инстит т стали. т,т0. „,, и сплавов

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОМ

МАТЕР ИАЛ E

Настоящее изобретение относится к технологии поиска новых перспективных составов пьезокерамических материалов.

Известно, что электрофизическими свойствами пьезокерамики можно управлять путем введения малых добавок различных ионов.

При определенной концентрации добавки можно получить пьезокерамику, обладающую максимальными (для каждого состава соответственно) пьезоэлектрическими свойствами. 10

Известен единственный способ определения оптимальной концентрации добавок, модифицирующих пьезокерамику, основанньш на /измерении пьезоэлектрических модулей (clyde и

d i) керамики, проводимом после процесса 15 поляризации керамики, .и при этом оптимальная концентрация соответствует максимальному значению пьезомодулей.

Недостатком известного способа определения оптимальной концентрации модифицирую- 20 щих пьезокерамику добавок является сложность и малая точность, так как величина пьезомодуля поляризованной керамики, по которой оценивается оптимальная концентрация добавки, зависит от выбранного режима поля- 25 ризации (температура, напряженность электрического поля, время поляризации). Режим поляризации должен быть различным для каждого состава пьезокерамики, так как при введении добавок в пьезокерамику изменяют- 30 ся температура Кюри, электропроводность, диэлектрическая проницаемость. Однако при технологическом поиске новых составов пьсзокерамики, обладающих наибольшими пьезосвойствами, используется один и тот же режим поляризации, что приводит к существенным ошибкам в определении оптимальной концентрации добавки.

Цель изобретения — повышение точности измерений и упрощение процесса измерений.

На основе феноменологических рассмотрений связи между величиной пьезоэффекта и вызывающей его деформацией структуры керамики можно показать, что если принять за меру пьезоэффекта величину пьезокоэффициентов, то последние будут наибольшими у материалов с наибольшими значениями постоянных податливости S;;.

Предлагаемьш способ определения оптимальной конструкции модифицирующих пьезокерамику добавок основан па обнаруженной зависимости скорости распространения ультразвуковой волны и неполяризованной керамике и анизотропии упругих свойств в поляризованной керамике от концентрации вводимых добавок.

На чертеже представлены графики, поясняющие предложс нный способ.

На графиках по осям ординат отложены значения скорости V (слт/сок) ультразвука в

296231

Предмет изобретения ф !О ocw/с

%,4 а

boa% B.J

BO ь сЪ ес<0<

Составитель Н. Герасимова

Редактор М. В. Макарова Тсхрсд Л. Л. Евдонов

Корректоры: В. Петрова и E. Ласточкина

Заказ 795/5 Изд. № 370 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 неполяризова иной керамике и анизотр опии упругих постоянных А = в поляризованс»

Сзз ной керамике, Кривая 1 показывает изменение скорости ультразвука в неполяризованной керамике НБС (Pbo,аВао,4) Nb 06, а кривая 2— изменение анизотропии упругих постоянных поляризованной керамики в зависимости от концентрации вводимых ионов В;+з. Минимум значения скорости распространения ультразвука (кривая 1) совпадает с максимумом анизотропии упругих констант и, следовательно, максимальными пьезосвойствами поляризованной пьезокерамики.

Таким образом, для определения огггимальной концентрации модифицирующей пьезокерамику добавки, соответствующей максимальным пьезоэлектрическим свойствам, необходимо и достаточно провести измерение скорости распространения ультразвука на неполяризованных образцах с различной концентрацией добавки и выбрать концентрацию, при которой скорость распространения ультразвука будет минимальной.

Скорость распространения ультразвука в пьезокерамике с высокой степенью точности может быть определена, например, на установке для прецизионных измерений скорости

5 ультразвука в твердых телах.

Способ получения оптимальной концентрации модифицирующих добавок в пьезокерамическом материале, основанный на измерении параметров этого материала и изменении ко15 личества добавок до получения оптимальных значений этих параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения процесса измерений, в качестве контролируемого параметра исполь20 зуют скорость распространения ультразвуковых колебаний в неполяризованном материале и добиваются минимальной скорости распространения ультразвуковых колебаний, соответствующей оптимальным электрическим пара25 метрам пьезокерамического материала.