Пьезоэлектрический керамическийматериал

Пьезоэлектрический керамическийматериал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 170779 (21) 2799106/29-33

Саюз Советских

Сеар ааистических

Рвспубаик! >8233.49 (51) М.- Кл.з с присоединением заявки Н9

С 04 В 35/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230481,6юллетеиь Й9 15 () ?4)(ббб, 655 (088,8) Дата опубликования описания 2 30481 (72) Авторы изобретения л.A.Шитиа, В.Г.Осипян, т.к.кутунсна, э.к.фнанканВинап

В.И.Ривкин и В.ЛВЮстус (1 : ;

Рижский ордена Трудового Красного Знамени ) - . .политехнический институт (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к высокотемпературным материалам для пьезотехники и может быть использовано для создания электромеханических преобразорателей,работающих в широком диапазоне температур.

Известны высокотемпературные пьезоэлектрические материалы на основе

Р1 Т10 (1) .

Недостатком керамики на основе титаната свинца является низкая температура сегнетоэлектрического фазового перехода (точка Кюри), вследствие чего пьезоактивность керамики сохраняется лишь до 350-450 С ° Ке- !5 рамика на основе ниобата -свинца также имеет низкую точку Кюри (около 570oC), причем получение ее связано с большими технологическими трудностями из-за появления в процессе 20 синтеза несегнетоэлектрической фазы со структурой пирохлора. Пьезокерамику титаната висмута с температурой Кюри 675 С также можно использовать лишь до 500"С, так как при более высокой температуре этот материал теряет свою пьезоактивностьа

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является керамика на основе титаната висмута с ЗО

2 добавкВмн Nb205 и М203. предназначен ная для работы в интервале темпера тур от 20.: до 500оС (21 °

Недостатком этой керамики является низкая температура Кюри, равная

643-667 С, ограничивающая область применения материала.

Цель изобретения - повышение верхнего предела рабочей температуры.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий В1еО, ЙЬ О и

Т10, дополнительно содержит ЫОв прис следующем соотйошении компонентов. масс.Ъ!

В1 О 75,53-76,43

Nb@0@ 14,36-14,54

Т10 8,63-8,73

ИО . 0,30-1В48

Состав керамики можно также выразить следующим образом:

В19Т1НЬО + 0,3-1,48 вес.Ф И09

Для изготовления пьеэокерамики используют сырье в виде оксидов марки чда ° Смешивание и измельчеяие компонентов проводят в яшмовом барабане в водной среде в течение

12 ч. Шликер высушивают при 120 С. Из приготовленной шихты под удельным давлением 800 кг/см прессуют бри823349

"Температура Кюри Т С 920

Пьезомодуль dg> 10 к/Н 4,6

Удельное электрическое сопротивление р 600 о 10 а м 9,6

Пример 3. Состав керамики, масс.Ъ: В120З 75,90, Т10, 8,67, -Nbg0gl4;44 и WOg 0,99.

Материал готовят по описанной техо нологии. Температура спекания 1060 С при 2-часовой выдержке. Поляризация в среде сжатого воздуха при 2200С и напряженности 4 5 кВ/мм.

Полученная пьезокерамика имеет следующие параметры:

Плотность, г/см9

Диэлектрическая проницаемость Е 125 диэлектрические потери1фа0,0049

Температура Кюри, 910

Пьеэомодуль аз% .

10 к/Н 5,6

Удельное электрическое сопротивление р 600, 106я, м 7,4

Пример 4. Состав керамики масс,В: Bi>0>75,53, Т10< 8,63, НЬ 0 14,36 и W03 1,48.

Материал готовился по описанной выше технологии. Температура спекания 1060 С при 2-часовой выдержке.

Поляризация в среде сжатого возду" ха при 220 С и напряженности.4,5 кВ/мм.

Полученная пьезокь,.амика характеризуется следующими параметрами:

Плотность, г/см 3 7, 72

Диэлектрическая прони-. цаемость E 120

Диэлектрические потери tg o 0,0050

Температура Кюри Тк, С 895

Пьезомодуль ЙЗз, 10 к/Н 3,2

Удельное электрическое сопротивление р 600 о

106A м 0,78

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, включающий BigO), NbgOg и Т10 ; отличающийся тем, что, с целью повышейия верхнего предела рабочей температуры, он дополнительно содержит W09 при следующем соотношении компонентов, масс. В:

Bi- 203 75,53-76,43

НЬ 05 14,36-14,54

Òi0 8, 63-8, 73

WO3 0,30-1,48

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 49-29306, кл, G 2 С 23, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР .

9 449977226677,, кклл, С 04 В 35/00, 1974 (прототип) .

94/29 Тираж 660 Подписное кеты для синтез который осуществляо

I ют при 820 С и 2 — часовой выдержке. СинтезироВанные брикеты дробят и измельчают в яшмовом барабане в водной среде .в течение 24 ч. Из высушенной шихты под удельным давлением 1000 кг/см2 прессуют диски раэ5 мером 10xl 5 мм. В качестве связки используют 3%-ный водный раствор noJIHBHHHJIoBoro спирта..Образцы спекают при 1060-1080 С и 2-часовой выдержке. Электроды наносят методом

t0 вжигания Серебра при 800 С. Поляризацию образцов проводят при 220"С и напряженности 4,5 кВ/мм в среде сжатого воздуха. Полученная пьезокерамика имеет следующие значения параметров:

Плотность, г/см 7,48-7,72

Диэлектрическая проницаемость Е 115-125

Диэлектрические потери tg 6

Температура Кюри

Т„, ОС 895-925

Пьезомодуль dye,10 к/Н 2,7-5,6

Удельное электрйчес- 25 кое сопротивление при 600 С р 10 р. м 0,42-9,6

Пример l. Состав керамики, масс.Ъ: Big0 76,43, Т10< 8,73, Nb20g 14 54 и ЧОг О 30 °

Материал готовят по описанной технологии. Температура спекания 1080 С, время спускания 2 ч. Поляризация в среде сжатого воздуха при 220 С и напряженности 4,5 кВ/мм.

Полученная керамика характеризует.ся следующими параметрами:

Плотность, г/см 7,48

Диэлектрическая проницаемость Я .

Диэлектрические потери tg Ь .Температура Кюри Т, С 925

Пьезомодуль d>>, l0 к/Н 2,7 45

Удельное электрическое сопротивление р 6000 10 1. м 0,42

Пример 2. Состав керамики, масс,Ъ: В1 0 76,28, Т10 8,72, 50

NbgOgl4,51 II W09 0,49.

Материал готовят по описанной технологии. Температура спекания

1070 С при 2-часовой выдержке. Поляризация в среде сжатого воздуха при 220 С и напряженности 4,5 кВ/мм.

Полученная пьезокерамика характеризуется следующими параметрами:

Плотность, г/см 7,54

Диэлектрическая проницаемость Е еО

Диэлектрические потери tgS

7,68

0,0048-0,0060

0,0060

123

0,0048

Заказ 19

ВНИИПИ

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