Пьезоэлектрический керамический материал

, Соеэ СоветскихСоциалистическихРеспублин ОПКСАНИЕ ЙЗОБРЕТЕНЙЯ Ффт4щ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0901,79 (21) 2711656/29-33 (51) М. Кл.С 04 В 35/00 с присоединением заявки йф(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытиИ(72) Авторы изобретения Л. В. Джения, Ю. А. Вусевкер, А. М.,)1 одоиская и А. И. Сокалло 3 Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государстветный университет(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ КЕРАМИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛ 1Изобретение относится к областипьезотехники и может быть использовано для электромеханических преоб- . разователей, работакйцих в широком диапазоне температур, одноосных сжимающих механических нагрузок иодновременно воздействующих повышенной температурой и механического напряжения.Известен пьезоэлектрический керами.10 ческий материал на основе титана висмута В,1 ТоОр .Этот материал характеризуется высокой стабильностью пьезоэлектрической чувствительности в интервале температур 200-400 ОС и точка Кюри (То) 675 С (1.Однако верхний предел рабочих температур его материалов недостаточно высок.Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является сегнетоэлектрик (титанат кальция висмута СаВ 14 Т 14 016) со слоистой пировскитоподобной структурой температурой Кюри (Т)790 фС 225Материал получают из шихты состава, вес.%:Са СО 7,4В 10 68,9523,65 30 2Сегнетоэлектрик имеет диэлектричес" кую проницаемость Е (Ео = 130, тангенс диэлектрических потерь,сд д0,4, но характеризуется низким пьезомодулем дизмеренным в увазистатическом режиме (д= б. 10 к/н) и нестабильностью пьезоэлектрического модуля к воздействию температуры вы-, ше 400 ОС.Обратимые и необратимые изменения пьезомодуля при воздействии одноосного механического сжатия, приложенного вдоль оси поляризации уже прй 400 С составляют более 50.Цель изобретения - увеличение пьезоэлектрического модуля ди улучшение его стабильности к воздействию температуры и давления в широком температурном диапазоне.Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе СаВь 4 Т 4 015 дополнительно содержит Сг 05 и М(0 при следующем соотношении компонентов, вес,В:С гО 0,10-0,31НО 0,10-0,31СаВд Т 1,0 ОстальноеОбразцы из предполагаемого пьезокералщческого материала готовили,;по обычной керамической технологии .путем двукратного обжига.В качестве исходных сырьевых материалов используют СаСО, В 0, Т 30, Сг О и й 10. Изменение сз в диапазоне ме- ханического напрякения 20-1500 кг/ /см при Т=650 О С игнетоэлектрикСаВ 4 Т,4 ОВ ангенс диэлек- трических по- терь иэлекьезомодул, д 1 О кн зменениев диапазоне температур 20- 6500 С,Ъ зменение О в диапазоне ме- ханического напряжения20" -1500 кг/ /см о трическая проницаемость,йО Сг ОЬ Чистый 125 0,5 0,05 0,05 60 30 75 99,9 99 8 0 1 0 1 . 129 . 1,0 8,3 20 15 40 99,65 0,2 0,15 167 0,4 15 10 18 10 140 0,8 20 15 99 ф 5 03 0,2 25 99,3 0,4 0,3 123 1,55,5 70 25 80 Тираж 671Подписной, ВНИИПИЗаказ 89 бб/22 г, Ужгород, ул, Проектная, 4 илиал ППП Патент,Исходные вещества смешивают в мокром виде и из полученной шихты прессуют брикеты. Брикеты подвергают обжигу при 900 ОС в течение 2 ч, затем тщательно измельчают в порошок, после чего в качестве связки добавляют небольшое количество поливинилового спирта и прессуют заготовки заданной Формы. Спрессованные изделия Там же для сравнения представлены пьезоэлектрические параметры составов, содержащиХ добавки Сг О и Й 10 в количествах", выходящих за пределы концентрации, указанных в изобретении.Материал предлагаемого состава характеризуется значением пьезомодуля дВ= 12+16 ф 10"к/н (что в 2-2,5 . раза выше, чем у чистого СаВТ.ц ОВ)и высокой стабильностью пьезоэлектрического модуля до более высоких температур Т = 650 ОС, что на 250 фС выше, чем у чистого СаВ 14 Т, 01 В,Необратимые изменения пьезомоду. ля, измеренного в квазистатическом режиме в диапазоне температур 20650 ОС практически отсутствуют, а обратимые равны 20Яьезокерамический материал предлагаемого состава сохраняет стабильносТь пьезоэлектрического модуля д при одновременном воздействии температуры до 650 С и давления доо1500 кг/смНеобратимые изменения при этом практически отсутствуют, а обратимые равны 18. опекают при 1160 С в течение 1 ч. Скорость подъема температуры 200- 300 град/ч, Скорость подъема температуры 200-300 град/ч. Электроды наносят методом вжигания серебрянойпасты при 800"С в течение 10-15 мин. Поляризацию осуществляют в полисилоксановой жидкости при 200 С в течение 20 мин в постоянное поле напряженностью 30 кв/см,Данные измерений пьезоэлектрических и диэлектрических параметров, а также о стабильности пьезоэлектрического модуля к воздействию температуры и давления приведены в таблице. Предлагаемый состав пьезокерамического материала в указанных пределах обеспечивает надежную работу пьезоэлементов, используемых для гтреобразователей в диапазоне температур20-650 С и комплексном воздействии.температуры до 650 дС и давления1500 кг/смФормула изобретенияПьезоэлектрический керамический45 материал на основе СаВ 4.ТдОа;,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це-лью увеличения пьезоэлектрическогомодуля д, и улучшения его стабильности к воздействию температуры ибр давления в широком температурномдиапазоне, он дополнительно содержит СгО и й 0 при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:СгО . 0,10-0,31й 0 0,10-0,31Са В 1,4 Т 408 ОстальноеИсточники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР