Пъезоэлектрический керамический материал

ЯО 1041536 А СООЗ СОВЕТСКИХСойввам%енаРЕСПУБЛИК 5 46 0 0 ЗСЮС 0 ОПИСАИ АВТОРСКОМ ТВУ 3 Бюл. В 34 В, Г,Осипя ова, Т.К.Куфельд дена Трудо лнтехниче н, В,И.Ривтузова вого Краский институ(53) 666.655(0 (56) 1 . Автор СССР В 497267,1975.,88)кое свидетельскл. С 04 В 35/ 2. Авто В 823349, ( прототип) 79,свидетельст С 04 В 35/00 СТЕККЫЙ КОТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71 Рикский орного Знамени по 54)(57) Пь ЧЕСКИЙ МАТЕ ЬО, Т 1 О яйся ения пьезо казанке к соотноиении Й 3 чо1041536,Пьезоэлектрический керамический материал по примерам Показатели 45 1 1 Плотность, г/см 7, 78 7,80 7,80 7,82 7,83 7,79 Диэлектрическаяпроницаемость, Е 120 125 120 120 Изобретение относится к нысокотемпературным материалам для пьезотехники и может быть использованов качестве пьезоэлементов для вибропреобразователей специального назначения, работающих в диапазоневысоких частот и при высоких температурах.Известна высокотемпературнаяпьеэокерамика на основе титанависмута 1 ,Недостатком пьезокерамики являются низкие температуры Кюри, лежащие в интервале 643-675 , чтоограничивает температурный ийтервал использования материалов,Наиболее близкой к предлагаемой является керамика на основеслоистого титаната-ниобата висмутас добавкой оксида вольфрама с температурой Кюри 895-925 О, используемая до 700 О 2 3) которая имеетследующий состав, мас.Ъ;В 120 75,43-75,53Т 10 8,63-8,73МЬ 20 14,36-14,54ЫОЗ 0,30-1,48Недостатком этой керамики является низкая пьезоактинность)в частности пьезомодуль д 3 не пре:вышает 5,6 10-"2 Кл/Н,Цель изобретения - повышениепьезомодуля 03.Поставленная цель достигаетсятем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий В 2 0МЬ 20 Г, Т 02, МО э, содержит указан-ные компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ: 8120 74,79-75,90МЬ О 14,22-14,44Т 102 9, 08-9, 62ЧО, 0)49-1)47Состав материала соответствует дополнительному введению до1,5 мас.Ъ Т 10 в В 1 ТМЬО 9 с добавками ЯО 3,Дополнительная концентрация Т 02 в пе.)овскитном слое приводит к образованию накансионных дефектов в анио)ной подрешетке, тем самым способствует спеканию и формированию микроструктуры, следовательно, и повышению пьезоэлектрических свойств керамики. Для изготовления пьезоэлектрической керамики используют сырьев виде оксидов марки ч,д.а, Смешивание и измельчение компонентовпроводят в водной среде в шаровой5 мельнице. Перед синтезом нысушеннукшихту брикетируют; Синтез проводятв течение 2 ч при 950 С. Синтезированные брикеты дробят в фарфоровойступке, затем измельчают в шаровой10 мельнице в водной среде, Из высушенной шихты прессуют диски диаметром 12 мм, толщиной 1 мм, В качестве связки используют 3-ный водный раствор поливинилоного спирта.Образцы спекают при 1060-1070 Сс выдержкой 2 ч в засыпке из обожженного оксида циркония. Спеченныеобразцы шлифуют до толщины 1 мм.Серебрянные электроды наносят методом вжигания. Поляризация образцовосуществляется н полисилоксановойожидкости при 180 С и напряженности70 кВ/см.П р и м е р 1Состав керамики,25мас.Ъ; В 1 03 75)901 Т 102 9)17;МЬ 20 14)Ъ 4; )03 0,49 (В3 ТМЬОВ ++ 0,5 мас. Т 0 + 0,5 мас.Ъ УОЗ).П р и м е р 2. Состав керамйки)мас.Ъ: В 20 75,16; Т 02 9,08; МЬ 20514,29; МО 1,47 (В 1 ТМЬО +0,5 мас,Ъ30 Т 102 + 1,5 мас.Ъ Чоз).П р и м е р 3. Состав керамики,мас Ъ 812 0 75,53; Т 102 9 62; йЬ О14,36; Юоз 0,49 (ВТМЬО +1, О мыс."Т 1 О ) + О, 5 мас,Ч 0.7 .35 Н р и м е р 4. Состав керамики,мас.Ъ: В 0 74,79; Т 102 9,52 МЬ 20)14,22; 10 1,47 (В ТМЬО + 1,0 мас.ЪТ 102 + 1,5 мас.Ъ ЯО з).П р и м е р 5. Состав керамики,40 мас.Ъ: В)20 з 75,53; Т 0-. Э)12;МЬ 20 З 14,36; Иод О)99 (В 1 Т 1 МЬОВ+1 мас.Ъ ЯО+ 0,5 мас.Ъ Т 02).Керамика изготовлена по описанной выше технологии.45П р и м е р б. Состав керамики,мас.Ъ: Воз 75,16; Т 02 9,57)МЬ 20 14,29; И 03 0,98 (В 1 ТМЬО ++1 мас.Ъ УО + 1 мас.Ъ Т 102).Керамика изготовлена по описанной ныше техйологии,Характеристика пьезоэлектрического керамического материала гопримерам 1-6 приведена в таблице10 41536 Продолжение таблицы 4 Ю М4 Ш ав Пьезоэлектрический керамический материал по примерам Т 3 Показатели Диэлектрическиенот.ери,. с д д"Температура Кюри(Т ),)С 0,006 0,005 0,004 0,004 . 0,004 0,004 915,г 900 910 920 Пьезомодуль ДЗЗ10 "2 Кл/Н 7,2 8,4. 7,6 6,8 8,0 6,7 Удельное электрическое сопротивление при650" С, Ом м 4210 7 310 8210 2,310 4)210 б 310 СоставительН. ФельдманРедактор Н. Киштулинец Техред И.Метелева Корректор,В. Гирняк Заказ 055/25 Тираж 622" ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 1 1 30 35 ) Москва, Ж, Раушская. наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы,предлагаеМая пьезоэлектрическая керамика имеет высокую температуру Кюри, при этоМ пьезомодуль О по сравнению с прототипом повышает значение от 5,610 " до 8,4 10 "кл/Н. Оптимальными для высокотемпературного применения являются составы, описанные в примерах 5 и б. Высокая температура Кюри в сочетаний с повышенной пьезоактивностью, в частности зна чением пьезомодуля дз и высоким удельным электрическим сопротивле,нием, позволяет использовать предлагаемый материал для изготовленияпьезоэлементов для вибропреобразователей специального назначения, работающих до 700 С. еПрименение для. изготовления пьезоэлементов керамики с повышенной пьезоактивностью позволяет повысить качество аппаратуры, что суцественно повышает точность и надежность измерений, а также расширяет область приема сигналов