Способ получения пьезокерамических материалов

ОЮЭ СОВЕТСКИОЦИАЛИСТИЧЕСЕСПУБЛИК 720 А 9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ТЕТРЫТИЯМ ИЗОБРЕТЕН И ПИСА ВТОРСКОМ ЬСТ 8 ВИД ПЬЕЗОКЕРА звод Сущ ксид ещи 009 ре выдЦелью изобрете ние процесса полу ских материалов на о температуры синтез тельности синтеза.Указанная цель смесь, состоящую из ты, оксидов циркон ния является упроще ения пьезокерамиче снове ЦТС, понижение а и уменьшение дли достигается тем, что метатитановой кислоя и свинца взятую в(71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР(56) Заявка Великобритании .М. 2172279, кл, С 04 В 35/49, 1986. Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для получения пьезозлектрической керамики.Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения пьезокерамиеского материала на основе ЦТС, включающий следующие стадии: помол смеси оксидов металлов в течение 1 ч в ацетоне, сушку щликера на воздухе при 60 С и просеивание через сито, первую прокалку при 800 С в течение 5 ч, помол в течение 4 ч в ацетоне, сушку и просеивание. прессование порошков и обжиг при 1100 С со скоростью 600 О/ч.Недостатком прототипа является его многоступенчатость, длительность и применение высоких температур,5 С 04 В 35/00, В 02 С 7/(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: технология проиства пьезокерамической керамики.ность изобретения: оксид свинца,циркония и метатитановую кислоту смвают в центробежно-планетарных.мецах в течение 3-5 мин с ускорением 20и проводят термический отжиг,заданном стехиометрическом соотношении подвергают механической активации в центробежно-планетарных мельницах в течение 3 - 5 минут при ускорении 20 - 1009. о Полученную смесь отжигают при температу 850 С и скорости нагрева 150/мин с ержкой 30 мин.П р и м е р 1, 6 г смеси, состоящей из метатитановой кислоты и оксидов циркония и свинца в указанном стехиометрическом соотношении, загружают в титановые барабаны с титановыми шарами и в течение 4 мин проводят активирован,е материал: в центробежно-планетарной мельнице ЗИ150 при ускорении 409, По данным рентинофазового анализа получается однородный ( ) продукт заданного состава. СП р и м е р 2. 8 условиях примера 1 (ф производят механическую активацию указаннойсмеси втечение 4 мин при ускорении 20 ц. Конечнь й продукт формируется лишь после отжига полученной гмеси при 850 в течечие 30 мин.П р и м е р 3. 8 условиях примера 1 производят механическую активацию указанной смеси в циркониевьх барабанах.с циркониевыми шаоами в течение 5 мин. По1772098 Составитель С,ПашковаТехред М,Моргентал Корректор Н.Король1 Редактор Заказ 3811 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 данным РФА в результате получается однородный продукт заданного состава.Как видно из примеров, процесс механической активации, при нагрузках менее 209 не эффективен, а верхний предел на грузки (100 д) ограничен существующими аппаратами.Механическую активацию целесообразно, проводить в барабанах из титана или циркония с использованием шаров из того 10 же материала во избежание намола железа (при использовании стальных шаров и барабанов) или оксида алюминия (в случае шаров и барабанов из керамики), ухудшающих свойства ЦТС, Натир титана и циркония со ставляет - 0,3 мас. Ои не влияет на свойства конечного материала.Применяемые центробежно-планетарные мельницы позволяют не просто измелчать исходные компоненты смеси (как в 20 случае использования вибромельниц), а путем активации твердых оксидов за счет создания дефектов в их кристаллических решетках проводить первую стадию твердофазного синтеза непосредственно в бара банах мехактиватора при комнатной температуре. На второй стадии предлагаемого способа синтеза(отжиг при 850 С) происходит формование структуры уже синтезированного ЦТС, при этом наруше ние состава конечного продукта отсутствует, т.к. сам ЦТС обладает сравнительно низким давлением пара при этой температуре, Это обеспечивает получение пьезоке 35 рамики со стабильными пьезоэлектрическими свойствами,Однако применение МА для получения пьезокерамического материала на основе ЦТС становится наиболее эффективным лишь при использовании в качестве одного из исходных компонентов метатитановой кислоты вместо диоксида титана. Именно метатитановая кислота существенно ускоряет процесс механохимического синтеза ЦТС,Использование заявляемого способа по сравнению с прототипом позволяет упростить процесс изготовления пьезокерамического материала на основе ЦТС путем сокращения ряда промежуточных стадий, понизить температуру синтеза ( стадии - при комнатной температуре,стадии - при 850 С), уменьшить длительность синтеза ( стадия - 3-5 мин,стадия - 30 мин).Формула изобретения Способ получения пьезокерамических материалов на основе цирконата титаната свинца, включающий смешение оксидов свинца и циркония и титансодержащего компонента и последующий термический отжиг, отличающийся тем,что,сцелью упрощения процесса изготовления, снижения температуры и времени синтеза, в качестве титансодержащего компонента используют метатитановую кислоту, смешение проводят при механической активации в центробежно-планетарных мельницах в течение 3 - 5 мин с ускорением 20-1009.