Способ изготовления пьезоэлектрическогокерамического материала

Способ изготовления пьезоэлектрическогокерамического материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социаяистических

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК©МУ СВИ Е П!ВЬСТВУ (61) Дополиительиое к авт. свид-ву(22) Заявлено 220379 (21) 2739684/29-33 с присоединением заявки Ио оц823347

1

° --в. (53)М. Ил.з

С 04 В 35/00

Государственыый комитет

СССР по дю ам изобретений н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 230481.. Ьюллетеиь ЙВ 15 ($$) /PE 666,655 (088. 8) Дата опубликования описания 230481

Е.A.Êóçíåöîâ, Д.И.Ляхов, Е.А.Носкова, В.A:. 6олякоВ,-, ", и Н.С.Ибраимов

/ ". : *I

:.л ., ф с

1

1 1 ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к техноло.

/ гни получечия пьезокерамики.

Известен способ изготовления пьезоэлектрических керамических материалов путем смешивания растворов солей исходных компонентов с после.дующим осаждением гидрооксидов и высокотемпературной обработкой (1).

Однако этот способ не всегда обеспечивает одновременное осаждение всех необходимых комттонентов, Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления пьезоэлектрических керамических материалов путем смешения исходных порошкообразных компонентов, их брикетирования, термообработки, помолас формования заготовок и их обжига (2). °

Однако этот способ также не обеспечивает получение пьезоэлементов с

t мальу разбросом характеристик, Цель изобретения - уменьшение разбросов и улучшение электрофизических характеристик пьезоэлементов, Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовле» ния пьезоэлектрических керамических материалов, включающем смешение исходных компонентов, брикетирование, термообработку, помол, формование за. готовок и их обжиг, перед брикетированием в смесь исходных компонентов дополнительно вводят 10-50%-ный раствор соляной кислоты в количестве

3-10 вес.Ъ, Изготовление керамического материала. осуществляют следующим образом.

После взвешивания исходных компонентов (РЬО, ВаСО, ЗгСО, ZrOg, Т102) производят их помол — смешение в вибромельнице периодического действия. Полученную шихту пропускают три раза через магнитный сепаратор для отделения помола железа после вибромельницы. Полученная таким образом партия шихты используется для исследования влияния раствора соляной кислоты на электрофизику и воспроиз2О водимость электрофизических свойств готовых изделий. (По общепринятой технологии для лучшего прохождения реакции при синтезе пьезокерамических материалов шихту брикетируют, причем пресс-порошок приготавливают на воде (5е Н20 от веса) . Увлажнение производят в Е-образном смесителе.

Контрольную партию увлажняют дистил- лированной водой, исследуемые партии—

-ЗО раствором соляной кислоты.

823347

Удельное давление прессования составляет 300 кг/см . Отпрессованные брикеты высушивают при 100 С в течение 6 ч.

Синтез партий производят в электрической туннельной печи при температуре синтеза 1060оС с выдержкой .при максимальной температуре в тече:,ние 1,5 ч, в никелевых пакетах, изготовленных методом штамповки °

После зачистки от налета никеля брикеты дробятся в щековой и молотковой дробилке, после чего размалываются в вибромельнице. После трехкратного магнитного обогащения из размолотого материала готовится пресспорошок. В качестве пластификатора применяется 5% водный раствор поливи- нилового спирта, Полученную массу дробят и снова протирают через сито Р 09, Из полуПолученные параметры пьезоэлементов и их дисперсии внутри партии

Вид обработки ф д м . М/Но уцди «1 м

2 3 4

c b с Gcp b

Ищ/Ио

5 . 6

5 вес.% дистиллированной

НО

5 вес.В 5%-ного раствора

НС8

2393 . 32 4 163 4,6 3576 14,28 0,54 0;17

2447 25,8 174, 4,01 3494 10,2 0,54 0,17

90,8 183 3,11 3453 3,0

0,58 0,16

2490

2519 18,1 190 2,03 3419 6,87 0,57 . 0,14

20,4 185 2,21 3425 6,92 0,57 0,15

2495

2467 . 28,5 : 181 3,61 3433 8,66 .0,56 0,13

2497 23,7 187 2,4 3424 7,2 0,59 0,13

2537 19,9 195 1,88 3414 6,5 0,61 0,12

2499 26,8 189 2,32 3447 6,94 0,60 0,14

2444 28,2 178 2,68 3485 8,22 0,58 0,15

2405 30 6 165. 3,71 3524 10,1 0,59 . 0,17

5 ве с .% 55%-ного раствора

HC8 . 2380

42,7 154 4,98 3538 16,82 0,81 0,21

24,32 199,2556

5 вес,В 10%-ного раствора

НС8

5 вес.В 15%-ного раствора

HCB

5 вес,В 20%-ного раствора

HCO

5 sec.% 25В-ного раствора

НС9

5 вес.В 30%-ного раствора

НС8

5 вес.В 35%-ного раствора

НС6

5 вес.% 40%-ного раствора

НС8

5 вес,В 45%-ного раствора

НС8

5 вес. % 50%-ного раствора

НС8

3 âåñ.В 35%-ного раствора

НС9 ченного таким образом пресс-порошка прессуют изделия 30х10.

Обжиг производят в электрической туннельной печи непрерывного действия в никелевых пакетах в свинецсодержащей: засыпке с выдержкой при температуре 1280 С в течение 3 ч.

Бжигание серебряных электродов производят в электрической т ннелйной печи при температуре 870 С.

Изготовленные таким образом изделия поляризуют на установке воздушной поляризации типа Вольт с температурой предварительного подогрева T=

= 250 С с последующим напряжением поляризации 16 кВ/см. Измерение электрофизических параметров проводят через 10 сут после. поляризации.

Полученные данные сведены в табл.

1и2. зо аблица 1, 2,01 3410 7,22 0,62 0,13

823347

Продолжение табл.1

Полученные параметры пьезоэлементов и их дисперсии внутри партии

Эид обработки 4э СэЬ с Т""з4 tg(} % gtg

4„ ээ/Ео

33/ О

2 35 7

5 sec,% 35%-ного раствора

НС0 2541 . 19,78 198 1,87 3412 . 6,7 0,61

0,12

8 вес.В 35%-ного раствора

НС8 2536 18,36 197 1,82 3415 6,21 0,59

0,12

10 вес.В 35%-ного раствора НС8

2524 18,22 195 1,78 3421 6,18 0,60 О,ll

5 вес.В смеси 40% бензина и 60% дистиллированной воды

2533 30,21 175 4,51 3520 13,21 0,54 0,15

Т а б л н ц а 2

Полученные параметры пьезоэлементов и их дис персии внутри партии

Вид,обработки

Состав б ам Сзbñ а зb

Pbpz>SrQ}pz (Zv 04Ь.

° Tiоэ,}) 0% + 0,78%

СХ2Ъ

5 вес.В дистиллированной

НЯО

690 35,25 ?5 3,24 3654 12,41 1,2 0,12

PbQ qSr}}}p (Zr О, 46

° Т1.}}.э,}) Оэ + 0,78%

Сг 03

5 вес.В

45%-ного раствора

НС0

820 12,4 32 3,11 3541 11,67 1,4 0,11

0 97 (PbQ(}f Srp,pq (З* Т1 )О )+

+ 0,03 (В1, ZnQ>.

° (Ы .,ц 14пць) Оэ)

5 вес.В дистиллированной

HZ0

1060 54,6 72 6,02 3480 17,42 2,2 0,18

5 вес.%

10%-ного раствора

НСЯ 1290 47,5 84

0,97(РЬ}1зьЯгpp+

° (Zr z Т1о,s) Оэ)+

+ 0,03 (Bipg Упри}

° (Н1О,,}. оп с}ь) Оэ (р

5,4 3362 14,35 2,3 0,16

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

Как видно из таблицы, наиболее высокими электрофизическими параметрами и лучшей воспроизводимостью параметров обладает партия, шихта которой увлажнялась 35% раствором

НСР. Тем не менее и партии, увлаж- нение которых производилось 550В-ным раствором НСВ превосходят по этим показателям контрольную партию, Результаты, полученные на материалах другого состава, приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Способ изготовления пьезоэлектрического керамического материала. путем смешения исходных компонентов, Нх брикетирования, термообработки.

ВНИИПИ Заказ 1994/29

tgE% 4 }9

О ХЮ помола, формования заготовок и обжига, отличающийся тем, что, с целью. уменьшения разбросов и улучшения электрофизических характеристик пьезоэлементов, в смесь исходных компонентов перед брикетированием дополнительно вводят 10-50%-ный раствор соляной кислоты в количестве 3-10 вес.В.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

}}ъ 410468., кл, Н 01 В 31/00, 1971

60 2. Смажевская Е.Г. и Фельдман Н.Б.

Пьезоэлектрическая керамика } Энергия, 1971, с. 49-54.

Тираж 660 Подписное