Пьезоэлектрический керамическийматериал

Пьезоэлектрический керамическийматериал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ps>831760

К АВТОРСКОМУ С ЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.0779 (21) 2793150/29-33 (53)М. Кд.з с присоединением заявки ЙоС 04 В 35/00

Государственный комитет

СССР

so делам мзобретенмй и открытмй (23) Приоритет (53) НЖббб . 655, (088. 8) Опубликовано 230581 бюллетень HP 19

Дата опубликования описания 230581 (72) Авторы изобретения

Д.Я. Даге, Э.А. Йокста, Т. К. Кутузова, В. осипян, В. И. Ривкин, Д.A.Øèòöà, Э.Ж.Фрейденфельд р В.ЗТ-. Юстус . ° з /

/ :. - "" -;. ) Рижский ордена Трудового Красного Знамени:,".:..„. политехнический институт.1 (73) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

NATEPHAJI И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к высокотемпературным материалам для пьезотехники и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей, работающих в широком диа- пазоне температур..

Известны высокотемпературные пьезоэлектрические матерйалы (1) на основе PbT10y, 1О

Недостатком керамики на основе титаната свинца является низкая температура сегнетоэлектрического фазового перехода, вследствие чего пьеэоактивность керамики сохраняется лишь до 350-420оС. 35

Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический материал Г2), включающий Нае0, В i<0>a

Ti 0 состава Яа0, 5 В 14, 5, Ti

Недостатком этого материала 2О является низкая пьезоактивность, что ограничивает его применение в элект-. ронной технике. в

Цель изобретения. — повышение пьезоэлектрических свойств.

Указанная цель достнгается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основа Бао т B14

Ti4+ включающий В 1 05, Ti 0 и

Иаа.б дополнительно содержит! В О и

ВаО при следующем соотношении компонентов, масс.З:

В i Оз 75, 10-75, 60

Ti О 23р00-23,20

Na 0 1,10-1,20

-В oв О, 10-0,30

Ва О 0,15-0,40

Кроме того, в известном способе изготовления пьезоэлектрического керамического материала, включающем предварительный обжиг части исходных компонентов, измельчение, формование образцов и последующий обжиг, после предварительного обжига s шихту добавляют 0,5-1 Mace,В предва рительно сплавленной смеси следующего состава, масс.З:

Ва 0 35-45

В2оз 25-35

Ti O 17-23

3 ig03 8-12

Для изготовления пьеэокерамики и стекла использовалось сырье в виде оксидов ВОз и Т1 0, карбонатов

Na++a BaCO> н борной кислоты марок чда . Смешивание и измельченне компонентов проводят в яшмовом барабане в среде нзопропилового спирта, в течение 12 ч. Шлнкер высушивают при температуре,12Р С. Из шихты

831760

150

<15

Формула изобретения

50

О 1

0,2

0,3

0,4 при удельном давлении 800 кг/см прессуют брикеты для синтеза. Предварительный обжиг осуществляют в муфельной печи при 820 С и 2-часовой выдержке. Брикеты дробят в фарфоровой ступке и измельчают в яшмовом барабане в среде изопропилового спир-, та; в барабан добавляют предварительно сплавленное стекло, измельченное до прохождения через сито 0063 ° После сушки шликера прессуют образцы в виде (0 дисков диаметром 10 мм, толщиной 1,5мм, В качестве связки используют 3%-ный водный раствор поливинилового спирта.

Образцы спекают при 1080ОСis течение

2 ч. После шлифования на образцы напылением под вакуумом наносят алюминиевые электроды. Поляризацию образцов осуществляют при температуре 180 С о и напряженности 4, 5 кВ/мм в полисилоксановой жидкости.

Пример 1. Используют

99,5 масс.% стекла укаэанного состава, причем конечный состав керамики, масс.%:

В-- 2.03 75 р 45 Т102 23.,10

Иа.10 1, 11 З 203 0,15

3 аО 0,20, из них в виде стекла:

В i 0 0, 05 ВаО 0,20

Ti 020, 10 В Оз 0,15

Материал готовят по выше описанной технологии. Температура спекания

1080 С, выдержка при этой температуре 2 ч. г

Полученная пьезокерамнка имеет следующие свойства:

Плотность-,г/см ъ

6,96

Диэлектрическая проницаемость, Е

Диэлектрические потери +с д 0,005 О

Пьезомодуль4.10,к/н 3,6

Пьезомодулъд 10 к/н 16,5

Максимальный уход пьезомодуля дьъв интервале 20-500 С,% 15

Необратимые изменения сМ после воздействия температуры до

500 С,%

Пример 2. Используют

99,0 масс.% керамики и-1„0 масс.Ъ стекла, причем конечный состав кера .мики, масс,%:

В i20 75,12

Ti 0 гз,07

Na 0

7l,ll в о,!

2. о,з

Вa0 О/41, из них s виде стекла:

В1 О

Ti 0Z

В 20

ВаО

Материал готовится по описанной выше технологии. Температура спека-, ння 1070 С, выдержка при этой темо пературе 2 ч.

Полученная керамика имеет сле.дующие св ойств а:

Плотность, г/см 7,00

Диэлектрическая проницаемость Я

Диэлектрические потери tg 6" 0,005

Пьезомодуль и 10,к/н 4,8

Пьезомодуль 4 .10, к/н 17

Максимальный уход пьеэомодуля с1 . в интЕрвале

20-500оС, %

Необратимые изменения d > после воздействия температуры до 500 С, % 4 15

Таким образом, керамика предлагаемого состава, полученная смешиванием предварительно спеченной части шихты с добавкой 0,5-1 вес,% предварительно сплавленных компонентов в укаэанном соотношении характеризуется более высокими значениями пьезомодуля (й, =(3,6.и 4,8) 10 к/н, чем известного (б =гг2 10 2к/н), а также хорошей термостабильностью пьеэомодуля и „вплоть до 500 С.

1, Пьезоэлектрический керамический материал на основе Na f. .о, 9 i + TX40, ВКЛЮЧаЮщнй З i Э, Ti O> и ИаЯ, отличающийс я тем, что, с целью повышения пьезоэлектрических свойств, он дополнительно содержит В Я.З и Ва О при следующем соотношении компонентов, масс.%:

З з. О 75,10-75,60

Ti О;у. гзр00-23,20

Na О 1,10-1,20

В 20, 0,10-0,30

ЗаО

ВаО О, 15-0,40

2. Способ изготовления материала по п.l, рключающий предварительный обжиг части исходных компонентов, измельчение, формование образцов и последующий обжиг, о т л и ч а ющ и и e s тем, что, после предвари тельного обжига в шихту добавляют

0 5-1 масс.% предварительно сплавленной смеси следующего состава, масс.%:

ВаО 35-45

В20 25-35

Ti 02 1 7-23

В 20 8-12

831760

Составитель Н. Фельдман

Техред Ж. Кастелевич Корректор Е ° Рококо

Редактор Н. Лазаренко

Заказ .3733/72 ........ Тираж 660 ..

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

l»

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 49-29306, кл. 62 С 23, 1974, 2. Известия AH Латвийской

ССР, Серия физических и технических наук. 1966, 9 6, с. 4043.