Пьезоэлектрический керамический материал

(54 . ЧЕС Т 10 тем КЕРАМИ ,03 ийся темпера- ектриейденфел коваТрудовогонический че за но стисоот,40-2,10 и й 49.2930 етельство С35700, 19 ССР79 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(71) Рижский орденаного Знамени лолитетут) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащийг и Ка 20, о т л и ч а ю щчто, с целью пониженияы спекания и повышения злкого пьезомодуля, он содные компоненты в следующеенин, мас.3:81 гО 7503Т 10 г 22,87йагО 1,60150-160 30 920-960 40 150 50 1 10244Изобретение относится к высоко- температурным материалам для пьеэотехники, в цастности, оно может быть использовано для создания электро- механических преобразователей, рабо тающих в широком диапазоне температур,Известны высокотемпературные пьезоэлектрические материалы на основе РТ 10 1.Недостатком керамики на основе ти" 10 таната свинца является низкая температура сегнетоэлектрического фазового перехода, вследствие чего пьезоактивность керамики сохраняется лишь до 350-420 С, 15Наиболее близким к изобретению является пьезокерамика на основе слоистого титаната натрия-висмута Мао, 81 Ф, Т 14015 с добавкой от 0,5 до 1 мас.3 стекла сложного составами, 20 Недостатком известного материала является высокая температура спекания, небольшой интервал спекания и необходимость предварительного синтеза стекла сложного состава, что усложняет технологический процесс.Целью изобретения является понижение температуры спекания и повышения пьезоэлектрицеского модуля.Указанная цель достигается тем, цто пьезоэлектрический керамический материал, содержащий В 103, Т 10 и Ма 0, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас,/:810) , 75,03-75,40Т 102 22,87-23,18МаО 1,60-2,10Состав керамики может быть выРажен как Мао 5 В 14 5 Т 1401+(0,5- 1,0) мас.3 Ма 20 +0,25 мас.Т 10 д. Избыточное количество На 20 и Т 10 пр водит к образованию дополнительной концентрации вакансионных дефектов в обеих подрешетках: анионной и катионной, цто приводит к снижению температуры спекания и расширению интервала спекания, Достигнуто по,нижение температуры спекания на 150 С, а интервал достигает 60 С.ООтсутствие стеклофаэы в составе, пьезокерамики приводит также к увеличению пьезоэлектрического модуля д и стабильности пьезоэлектрическихсвойств.Для изготовления пьезокерамики ис пользуется сырье в виде оксидов 8120 у, Т 10 д и МаСО марок ч.д.а. Перемешивание и иэмельчение компонентовпроводится в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта в течение 12 ч. Шликер высушивают при 120 С. Иэ шихты при удельном давле 0нии 800 кг/см прессуются брикеты для синтеза. Синтез проводят в му,фельной печи при 8000 С и двухчасо вой выдержке. Брикеты дробят в фарфоровой ступке и измельчают в яшковом барабане в среде изопропилового спирта и после сушки шликера прессуют образцы в виде таблеток диаметром 10 и толщиной 1,5 мм, В качестве связки используют З -ый водный раствор поливинилового спирта. Образцы спекают при 920-960 С в течение 2 ц, После шлифовки на образцы наносятся алюминиевые электроды напылением в вакууме. Поляризация образцов осуществляется при 150 С в полисилоксановой жидкости в поле 20 (при 150 С) - 80 (при 20 С)кВ/см. Полученная пьеэокерамика имеет следу-. ющие свойства:Плотность 3г/см6,90-7,05ДиэлектрическаяпроницаемостьДиэлектрическиепотери, 1 ц 8 0,019-0,015ТемператураКюри ТК,С 655Пьезомодули:1, 10,Кл/Н 4,2-5,0д 1 101,Кл/Н 15-20Температура спекания Тп, СдНеобратимые изменения пьезомодуляд в интервале20-500 С, о 10П р и м е р 1. Состав керамики, мас, : 810 75,03; Т 102 22,87; йа 20 2,10, Материал готовился по описанной выше технологии, Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства: Плотность 7,г/см 7,05Диэлектрическая проницаемость ЕДиэлектрические потери Сд 8 0,015Пьеэомодули:с 11101 Кл/Н 4,23 1042 Кл/Н 15Температура спекания Т д,фС 920П р и м е р 2. Состав керамики, мас.Ф:810 75,40; ТО 22,99;1024442 160 5,020 150 4,816 3МадО 1,61. Материал готовился по.описанной выше технологии. Полученная пьезокерамика имеет следующиесвойства:Плотность , г/см 6,96Диэлектрическая проницаемость с,Диэлектрические по"тери сдам 0,010Пьезомодули:дЭ 1 101 Кл/Нц. 10 ф Кл/НТемпература спекания Т ,ОС 940П р и м е р 3. Состав керамики,мас.3: 810 75,22; Т 10 д 23,18;МаО 1,60. Материал готовился поописанной выше технологии. Полученная пьезокерамика имеет следующиесвойства:Плотность Р ,г/см 6,90Диэлектрическая проницаемость ЯДиэлектрическиепотери Тд 3 0,015Пьезомодули:д 101 Кл/Нс 1 10 Кл/НТемпература спекания Тся, С 950 4Таким образом, полученная керамика характеризуется более низкой температурой спекания при одновременном исключении дополнительной операции варки стекла и повышении основных свойств: плотность и =6 9017,05 г/см , диэлектрическая проницаемость Г =150 е 160, диэлектрические потери йдо =0,010 е 0,015, температура Кюри Тк =655 С, пьезомодулидр =4,2-5,0)10и д (15-20) х х 10 Кл/Н, необратимые измененияо пьезомодуля д в интервале 20 е 500 С менее 103. Понижение температуры спекания на 150 С снижает энергоозатраты, что повышает экономичность пьезокерамики, расширение интервала спекания делает материал более тех" нологицным. Благодаря отсутствию стеклофазы в предлагаемом составе повышается пьезомодуль ди стабиль ность его. Предлагаемая керамика может быть применена в электронной тех - нике в качестве высокочастотных термостабильных преобразователей, датчиков, в том числе и вибропреобразователях.Зкономический эффект от использования изобретения составит 320 тыс.руб./год.Составитель Н.фельдманРедактор О.Юрковецкая Техред С.Мигунова Корректор Г.Решетникеее Заказ 4326/22 Тираж 622 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 е ееееететт еет тете Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4