Пьезоэлектрический керамический материал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сефз Советских Сецкалкстнческих Республик(ЩМ, Кл,С 04 В 35/00 Государственный номитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 15.о 3.79.БюЛлетень,% 10 Дата опубликования описания 1503.79 О.С.Дидковская,Г,Е.Савенкова, В.А.Звоник З.И.Ивец,В,С,Люшенко, Н,И.Селикова и В.В,Климов(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕ КИЙКЕРАМИЧЕСКИИ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к материалам, применяемым в пьезотехнике.Известен пьезоэлектрический керамический материал ЦТССс низкими диэлектрическими потерями. Однако этот материал имеет низкие значения пьезомодуля (с 1 д100,10 к/н), что снижает эффективность работы пьезоэлементов (1) . Наиболее близким техническим решением к данному является керамический материал на основе цирконататитаната свинца с возможным частичным замещением свинца щелочноземельным элементом(Яг,Ва), содержащий добавки оксидов висмута, марганца и вольфрама и имеющий высокие значения пьезомодуля (с 1 з 1) 120.10 к/н) и низкие диэлектрические потери в слабом электрическом поле (д(1 э 0,0030,004) (2).Недостатком этого материала является значительное повышение диэлектрических потерь при увеличении напряженности переменноГо электрического поля ( при Е - 2 кв/см 1 сд0,020), что снижает эффективность изготовлен-, ных из материала пьезоэлементОв в режиме повышенной мощности. Целью изобретения является снижение диэлектрических потерь в сильных электрических полях.Поставленная цель достигается тем, что пьезокерамический материал, на основе цирконата-титаната свинца или цирконата-титаната свинца с замещением 0,5-10 ат.% свинца стронцием и/или барием - и с добавками оксидов вольфрама и марганца дополнительно содержит оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мол.%:Оксид вольфрама 0,98-1,0Оксид марганца 0,48-1,0Оксид цинка 0,98-2,0Цирконат-титанатсвинца или цирконаттитанат свинца с замещением 0,5-10 мол.Ъсвинца стронцием и/илибарием ОстальноеПри этом содержание цирконата свинца может составлять 53-54 мол.В.В результате получается материал с достаточно высокими значениями пьезомодулей и механической добротности и пониженными диэлектрическими потерями в сильных электрических полях, что позволяет использовать материал для изготовления электромеханических65214 Шихту готовят в шаровой или вибро мельнице. Из полученной шихты изготавливают брикеты, которые подвергаютв обжигу при 820-850 С в.течение 2-3 ч. Эатем брикеты тщательно измелЬчают в порошок Ч, размером частиц менее 1 О 3 мкм, добавляют в качестве связки водный раствор полининилоного спирта и прессуют заготовки, например, в виде дисков при удельном давлении 1-1,5 т/см , Спрессованные заготовки помещают на подложки из двуокиси циркония (или окиси алюминия), накрывают такой же подложкой (образцы в таком виде можно поместить в никелевый пакет), затем помещают н печь и спекают,11,106 м к/н уй иЕ=2 кв/см удв сл бом пол Состав керамики, мол.Ъ 0,014 О 0,00 126 0,051 15 400 120 97,03 Вс 1 0,0 + 0,99(РЬ 0 5) ( 00 0,0 013 0,53 10 Формула изобретения 40 Цирконат-титанат свинца или цирконат-титанат свинца с замещением 0,5-10 мол.Ъ свинца стронцием и/или барием Остальное .2. Пьезокерамический материалпо п.1, о т л и ч а ю щ и й с я темчто он содержит в цирконате-титанатесвинца 53-54 мол.Ъ цирконата свинца,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Смажевская Е.Г.,Фельдман Н.Б,Пьезоэлектрическая керамика. Советское радиоф, 1971, с.46.2. Авторское свидетельство СССРМ 470507, С 04 В 35/00, 1973. Составитель Н. Техред Э,чужик льдман Корректор О.Била Редактор Э.Шибаен аказ 972/23 Тираж 701 ЦНИИПИ Государстненного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушскПокомитета СССи открытийая наб., д.4 но лиал ППП фПатент, г,ужгород, ул. Проектная, 4.3преобразователей различного назначения,в том числе работающих н условиях, повышенной мощности.Керамику изготавливают следующим образом. 96,55 (РЬ 0,95 Яг 0,05) (Ег 0,53 Т 1. 0,47)+0,99 Хоэ+ + 0,49 МПОв+ 1;97 ЕпО 96,08 (РЬ 0,90 Яг 0,10)+ О,98 Мпо,+ 1,96 гпо 1380 1. Пьезоэлектрически 1 керамический материал, на основе цирконататитаната свинца или цирконата-тита- ната свинца с замещением 0,5-10 ат.% свинца Стронцием и/илн барием и с добавками оксидов вольфрама и марганца, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения диэлектрических потерь в сильных электрических полях,он дополнительно содержит оксид цинка при следующем соотношении компонентон, мол.%:Оксид вольфрама 0,98-1,0 Оксид марганца 0,48-1,0 Оксид цинка 0,98-2,0 4при 1140-1220 С в течение 2-3 ч. При температуре спекания выше 11800 С целесообразно применение засыпки, состоящей из 15-30 РвО и 70-85 ЕгО, Скорость подъема температуры не более 200-300 С в час, охлаждение проводится вместе с печью. Спеченные изделия шлифуют до заданных размеров, затем на них наносят электроды методом вжигания серебряной пасты при 750120 С в течение 15 30 мин. Поляризация изделий осуществляется в поликсилоксановой жидкости ПЭСпри 140-160 С в постянном электрическом поле с напряженностью 34 кв/мм.Свойства полученного материала, измеренные на дисках диаметром101 мм и толщиной 110,05 мм н том числе и диэлектрические потери 1 у 3 при поле Е = 2 кВ/см приведены в таблице.