Пьезоэлектрический керамический материал

(1% 0) д):С 04 В 35/46 . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ ЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСН 9-33Бюп, Нф 24 ев, Н.Г.ПС.Логиновий подите лова чески ьство С ство СССб, 1977(54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе В 14 ТдЗО, содержащий ВдО, Т 102 и ЧО, о тл и ч а ю щ и й с я -тем, что, с целью расширения интервала рабочих температур в область низких температур и улучшения температурной стабильности пьезоэлектрического модуля РЙв этой области, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.З:Т 10 18,77-19,39ЫО 5, 21-8, 25Вд 03 Остальное75,04-79,2219,3-20,381,02-4,7Оф 4-Оэ 99 1100Изобретение относится к пьезотех нике и может быть использовано длясоздания электромеханических преобразователей различного назначения,работающих в области гелиевых температур,Известен сегнетоэлектрик со слоистой поровскитоподобной стурктуройтитанат висмута В,1 Т 10 Я , который .содержит окислы в следующих 10количествах, вес.ХВ 10 79,54Т 102 20,56Несмотря на высокую точку Кюри(Т675 С) этот материал имеет цинтервал рабочих температур от-200 до 100 С и изменение пьезоэлектрического модуля 43 в этом интервале температур составляет 1003,Известен пьезокерамический материал на основе титаната висмута,содержащий в качестве добавкиоксиды:ниобий (%20) и неодима (Ы О) (21.Интервал рабочих температур этогоматериала от -200 до 400 С и уход 25Опьезоэлектрического модуля Й в этоминтервале температур составляет 123,что значительно лучше, чем у чистоготитаната висмута. Однако нижний предел рабочих температур (-200 С) неодостаточно низок. Это ограничиваетприменение материала в технике.Наиболее близким к предлагаемому материалу является пьезокерамический материал на основе титаната висмута(114 Т 10) ЗД содержащий Тз 02 Ве 20и в качестве добавки - оксиды ниобия (ИЬО) и вольфрама ОЮ) при следующем соотношении компонентов,весЛ40Вх 20Т 102юЯЬ О 2 5.43Однако этот материал при хорошей пьезоактивности (значение пьезомодуля 33 = 20 10 Кл/Н) имеет большое значение ухода пьезомодуля в иссле. дуемом интервале температур (от -200 до 6400 С), а нижний предел рабочихэб температур ограничивается величиной -2000 С,Цель изобретения - расширениеинтервала рабочих температур в об- уласть низких температур и улучшениетемпературной стабильности пьезоэлектРического модуля. 271 1Укаэанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе В 1 Т 102, содержащий В 0, Т 10 и Н 03, содержит указаннйе компоненты в следующем соотношении, мас.Е:Т 10 18,77-19,395,21-8,25в 1203ОстальноеДля получения 100 г материала, например, состава 5 готовят смесь, со-. держащую окислы, г: В 1 О марки ч 74,34; ТО марки х.ч. 19,12, Ю марки ,ч 6,54.Образцы из предлагаемого пьезокерамического материала готовят по обычной керамической технологии мето-, дом двукратного обжига.Смешивание и измельчение исходных компонентов (оксидов) проводят в яшмовом барабане в водной среде в течение 24 ч, Шликер высушивают при 120 С.о Из приготовленной шихты под удельным давлением 800 кг/см прессуют брикеты для синтеза, который осуществляют при 750 С в течение 4 ч. Синтезирован."Оные брикеты дробят и измельчают в яшмовом барабане в водной среде в течение 24 ч.Из высушенной шихты под удельным давлением 1000 кгсм прессуют заготовки заданной формы В качестве связки используют 37-ный раствор крахмала. Образцы спекают при 1060-1070 оС в течение 1 ч. Охлаждение до комнатной температуры производят в режиме выключенной печи. Электроды наносят методом вжигания серебряной пасты при 800 С в те- . чение 15-20 мин. Поляризацию образцов проводят при 150 С и напряженностиопостоянного электрического поля 3 кВ/мм в среде поликсилоксановой жидкостиХарактеристика составов полученной пьезокерамики, а также данные о диэлектрических, пьезоэлектрических свойствах и стабильности предлагаемого материала представлены в таблице. Иэ таблицы видно, что предлагаемый пьезокерамический материал, сохранив высокое значение точки Кюри (670-91 С), имеет малое изменениеОпьезомодуля 33 (от 1 до 3,2 Ж) в интервале температур от -263 до -123 С.9 Очивидно, что нижний предел интерва-: ла температур на 63 С ниже, чем уоизвестных материалов, что позволяет использовать предлагаемый материал1100271 Содержание компонентовв составах, вес,7. Состав Изменениепьезомодуляэ диапазонеот -263 до-123 С, Е В 1203 Т 120 Э ЮЗ 1 78,76 2025 0,99 630 115 О,028 17,6 11,3 645 224 0,033 10,7 2 77,98 20,06 1,96 6,57 3 76,48 19,67 630 137 0,035 7,4 3,85 3,06 670 4 75,4019,39 5,21 2,86 5 74,34 19,12 6,54 691 1,0 724 6 73,66 18,94 7,40 1,43 7 72,98 18, 77 8,25 731 3,2 60 0,1015 5,1 8 72,30 18,61 9,09 743 Составитель Н.ФельдманРедактор Н.Киштулинец . Техред И,Гергель Корректор Г.Огар Заказ 4537/21 Тираж 606 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 для создания электромеханических преобразователей, работающих в режиме приема в области гелиевых температур (-263 С).Наилучшим по совокупности свойств является материал, представленный в примере 5 (см.таблицу). Он имеет высокую точку Кюри (Т 691 оС), малое .изменение пьезомодуля 3 з в интервале от "263 до 123 С. (дЗ/,:=13),дззме 4П р и м е р ы 1-3 и 8 демонстрируют ухудшение свойств материала в результате выхода за пределы предлагаемой концентрации добавки окиси вольфрама ФО,Нижний предел рабочих температурна 63 ОС ниже, чем у известных пьезокерамических материалов на основе 10 титаната висмута (В.4 Т 1301)90 0,040 9,7 78 0,021 9,7 92 0,072 9,6 68 0,092 4,7