Пьезокерамический материал

Союз Советск икСоциалистическикРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 12.10.77 (21) 2533847/18 51) М, Кл,Н О 1. 41-ием зая сп исое Государственное квинте СССР но делам нзобретвннйпубликовано 25.10.79. Бюллетень39ата опубликования описания 03.11.79 н открытн Авторы обретен Пасынков, Н. Д. Яценко, Р. 3. КлейнРивкин и М, В. Сергеева рова, Р. В, И(54) ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЛ МАТЕРИА относится к пригть использовано ления электромеей.ческий материалтворов ВаРЬ, Яг - 0,50; у=0,35 - ающий высокими т,Я и малой скоНедостатками его являются большие диэлектрические потери в сильных электрических полях и малая механическая добротность.Известен также пьезокерамический материал 2, содержащий РЬО, ВаО, 5 гО, Т 10 в, 2 гОд, ссютветствующий формуле Ва РЬс-х-Бг(Т 2 гт-х) Оз, где х =-0,15 - О,ЗО; у = 0,35 - 0,53; г = 0,01 - 0,10 в мол. долях.Пьезокерамический материал, содержа. щий х=-.0,24, у=9,43, г=0,01 в мол.долях, соответствующий формуле Варев, РЬр,тз Ягр,рю (Товт 2 грка)От, именуемый в производственной документации ЦТБС-З, освоен и выпускается промышленностью. Однако пьезоэлементы, изготовленные из этого матеНастоящее изобретение оростроению и может бь ньезотехнике для изготов анических преобразовател Известен пьезокерами 1 на основе твердых рас Т 2 г )Оа, где х=0,15,53; г=0,01 - О,О, облад начениями пьезомодуля да остью звука, риала и используемые для электромеханических преобразователей, обладают низкой механической прочностью и пониженным объемным электросопротивлением. По техническим условиям этот материал имеет пре дел механической прочности на растяжение р = 19,6 Н/м , на сЖатие баа = 34310 Нм", а объемное электросопротивление У, при 1 = 20+ 5 С равно 10 о Ом см., что является недостаточным сравнительно в с требованиями, предъявленными в настоя.щее время к электромеханическим преобразователям.Целью изобретения является повышениемеханической прочности и объемного электросопротивления . пьезокерамического ма териала, содержащего РЬО, ВаО, ЯгО, Т 10 в,2 гОг и именуемого ЦТБС-З.Данная цель достигается тем, что в пьезокерамическИ материал, содержащий РЬО ВаО, ЯгО, Т 10 е, 2 гОе, дополнительно введены ЯЬгОр, ЯОв, 1.1 аО при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%:РЬО 54,404 - 54,б 20ЯгО 0,330 - 0,3352 г Ое 20,786 - 21,092693494 Формула изобретения Составитель В. Крунанкнна Редактор Н. нестерова Теаред О. Луговаа Корректор Е, Лукач Закал 6316/24 Тарааг 623 Поднасное ЦН И Н ПИ Государственного комнтета СССР по делам нзобретеннй н открмтнб 1 ЗОЗЗ, Москва, Ж - Зб, Раушская наб., д, 4/5 фнлнал ППП Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ВаОг1,710 - -11,886Т 101 12,055 - 12,1565 ЬОЗ 0,046 - 0,18011 г 0 0,003 -- 0,008Изготовление упрочненных в соответствии с предложением пьезоэлементов включает в себя:- синтез пьезокерамического материалаЦТБС из исходных компонентов, вес,%:РЬО 54,332; ВаО 11,945; ЯгО 0,336; Т 10 а 12,1891УгОг 21,198 (по принятому в производствекерамическомуспособу. или химическим 16методом);- синтез вводимой в пьезокерамическийматериал добавки в силитовой печи при1200 - 1250 С и измельчение ее до порошка,проходящего через сито Юо 0056 ( 0000отв/см), при следующем соотношении.компонентов, вес.%,РЬО 68,120 - 81,744су 10 а 16,670 - 18,7541 лг О 0,210 - 0,420ТЮд 5,540 - 6,648 26суЬгОа 1,156 - 9,250- смешивание пьезокерамического материала и добавки (как было установлено впроцессе проверки полученного вещества,при технологическом процессе изготовленияпредлагаемого модифицированного состава1целесообразно на 98,0 - 99,5 кг пьезокерамического материала вводить 0,5 - 2 кг добавки);- прессование заготовок на гидравлическом прессе при удельном давлении 800 в . 161200 кг/ем;- обжиг заготовок при 1200 - 1250 С.Температура обжига предлагаемого состава на 40 - 50 С ниже температуры обжига заготовок, изготовленных из извест-.3ного состава не содержащего указаннои добавки.Следствием понижения температуры обжига является снижение летучести па ровокиси свинца и в связи с этим улучшениепараметров изготовления пьезоэлементов. 46Введение добавки существенно изменяетструктуру материала, делает ее мелкозернистой, более плотно упакованной, благодаря чему изготовленные элементы приобретают повышенную плотность сне ниже 7,5 г/снв/нулевое водопоглощение, повышенное объемйое электросопротивление (до 10Ом смпри 1 = 20 + 5 С),В настоящее время находит использование состав ЦТБС-З, модифицированный добавкой, содержащей, вес.о/О. РЬО 68,12; з 6Т 10 а 5,54; Е 1 аО 0,42; Я)гОа 9,25; ЯОа 16 т 67,Были изготовлены пьезоэлементы различной конфигурации: диски, призмы и др.Результаты испытания предлагаемого ма териала показывают, что введение предла гаемой добавки в пьезокерамику ЦТБСувеличивает механическую прочность пьезоэлементов: значения пределов механической прочности на растяжение - в 1,5 - 1,8 раза и сжатие - в 1,5 раза, В зависимости от количества вносимой добавки увеличивается в пределах 1 - 2 порядка удельное объемное сопротивление.Наилучшие результаты были получены при использовании материала, содержащего 1 вес.% добавки, который находится сейчас в стадии внедрения.При этом параметры модифицированной керамики - тангенс угла диэлектрических потерь ф ), диэлектрическая проницаемость (6), поперечный пьезомодуль (дз 1), скорость звука (Сга ) коэффициент связи (Кр), механическая добротность (Я ) практически не отличаются от параметров известной пьезокерамики.Применение предложенного пьезокерамического материала позволит улучшить в значительной мере параметры электроакустических излучателей, в частности, предельный уровень удельной излучаемой мощности. Пьезокера мический материал, содержащий РЬО, ВаО, ЯгО, ТОг, Хг 01,. отличаю- и(ийся тем, что, с целью повышения механической прочности и объемного электросопро. тивления материала, в него дополнительно введены суЬгОа, су 10 г, 11 гО при следующих соотношениях ингредиентов, вес,%:РЬО 54,404 - 54,620ВаО 11,710 - 11,886сугО 0,330 - 0,335Т 1 Ог 12,055 - 12, 56ХгОг 20,780 - 21,092ЯЬОк 0,046 - 0,180ЯОг 0 083 - 0 32511 аО 0,003 - 0,008 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Юа 3117094, кл. 252 - 62.9,опублик. 1960 г.2, Авторское свидетельство СССРЮо 252437, кл, С 04 В 35/46, 1967 (прототип),