Способ получения оптимальной концентрации модифицирующих добавок в пьезокерамическомматериале

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вова Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 28.Х 1.1969 ( 1380497/26-9 ПК Н 031 т 9/14 присоединением заявки М Приорит Комитет по долота изобретений и открыти при Совете "птинистрое СССР(088.8) Лата опубликования описания 6.1,97 АвторыизобретениЗаявитель орокин т:.стали.В. М. Королев, С, И. Чижиков и Н. Г. С сковский ордена Трудового Красного Знамени инстит ти сплавов ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОММАТЕРИАЛ Е отложены азвука в Настоящее изобретение относится к технологии поиска новых перспективных составов пьезокерамических материалов.Известно, что электрофизическпми свойствами пьезокерамики можно управлять путем введения малых добавок различ:ых ионов. При определенной концентрации добавки можно получить пьезокерамику, обладающую максимальными (для каждого состава соответственно) пьезоэлектрическими свойствами,Известен единственный способ определения оптимальной концентрации добавок, модифицирующих пьезокерамику, основанньш на измерении пьезоэлектрических модулей (зз и дз) керамики, проводимом после процесса поляризации керамики, и при этом оптимальная концентрация соответствует максимальному значению пьезомодулей,Недостатком известного способа определения оптимальной концентрации модифицирующих пьезокерамику добавок является сложность и малая точность, так как величина пьезомодуля поляризованной керамики, по которой оценивается оптимальная концентрация добавки, зависит от выбранного режима поляризации (температура, напряженность электрического поля, время поляризации). Режим поляризации должен быть различным для каждого состава пьезокерамики, так как при введении добавок в пьезокерамику изменяются температура Кюри, электропроводность,дпэлектрпческдя проницаемость. Однако притехнологическом поиске новых составов пьсзокерамики, обладающих наибольшими пьезосвойствами, используется один и тот же режим поляризации, что приводит к существенным ошибкам в определении оптимальнойконцентрации добавки.Цель изобретения - повышение точности10 измерений и упрощение процесса измерений.На основе феноменологических рассмотрений связи между величиной пьезоэффекта ивызывающей его деформацией структуры керамики можно показать, что если припять за15 меру пьезоэффекта величину пьезокоэффпциентов, то последние будут наибольшими уматериалов с наибольшими значениями постоянных податливости 5.Предлагаемьш способ определения опти 20 мальной конструкции модифицирующих пьезокерамику добавок основан па обнаруженнойзависимости скорости распространения ультрдзвуковой волны и неполяризованной керамики анизотропип упругих свойств в поляризован 25 ной керамике от концентрации вводимых добавок.На чертеже представлены графики, поясняющие предложс нный способ,На графиках по осям ординат30 значения скорости т (слт/сск) ультрЗаказ 795/5 Изд.370 Тираж 473 ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Сове Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5ипография, пр. Сапунов неполяризованной керамике и анизотропии упругих постоянных А = в поляризованСззной керамике, Кривая 1 показывает изменение скорости ультразвука в неполяризованной керамике НБС (РЬо,вВао,4) ХЬаОь а кривая 2 - изменение анизотропии упругих постоянных поляризованной керамики в зависимости от концентрации вводимых ионов В;д. 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, неооходимо 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 впьезокерамике с высокой степенью точности может быть определена, например, на установке для прецизионных измерений скорости 5 ультразвука в твердых телах,10Способ получения оптимальной концентрации модифицирующих добавок в пьезокерамическом материале, основанный на измерении параметров этого материала и изменении ко личества добавок до получения оптимальныхзначений этих параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения процесса измерений, в качестве контролируемого параметра исполь зуют скорость распространения ультразвуковых колебаний в неполяризованном материале и добиваются минимальной скорости распространения ультразвуковых колебаний, соответствующей оптимальным электрическим пара метрам пьезокерамического материала.