Пьезоэлектрический керамический материал

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЙ АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 182779, кл. С 04 В 35/ОО, 19642. Авторское свидетельство СССРУ 939425, кл. С 04 В 35/46, 1979. фа) С 04 В 35/49; Н. 01 Ь 41/18(54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ ИАТЕРИАЛ, содержа 1 ций (К Ва,) Т 10, и РЬ 2 гО о т л и ч а й щ й йс я тем, что, с целью расширения интервала рабочих температур и повышения удельной пьезочувствительности, он дополнительно содержит.РЬТО при следующем соотношении компонентов, мас.7:Изобретение относится к пьезокерамическим материалам и может быть использовано при изготовлении электро"механических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества. 5Известен пьезокерамический материал,.представляющий собой коликристаллический твердый раствор титанатасвинца и титаната висмута-калияРЬ 1.)( (ВЙ.О 5 К(5 )11 ТдОзЭтот материал при значении Х = 0,3; 0,4 и0,5 имеет температуру Кюри соответстве нно 535, 580 и 510 С 111 .Недостатками данного материалаявляются низкие значения пьезомодулей (йр= (20-30)910 ККл/Н, дн 110110 1 Кл/ф малое значение удельной пьезочувствительности й,1/ Ез/Яти высокая температура спекания (1130"201180 о С),Наиболее близким к предлагаемомуявляется материал, представляющий собой поликристаллический твердый раствор на основе титаната калия-висмута 25и цирконата свинца состава, мол. :(Ко В 0 )Т 1038-70РЪЕгО 30-92Оптимальные составы этой системы имеют высокие значения пьезоэлектричес- З 0ких характеристик И = (100-200)10 )к кл/н, (131 = (20-50)10 фл/Н)и высокие величины диэлектрическойпроницаемости 1, Е з /Ц = 600-210021,35Недостатками известного материалаявляются узкий интервал рабочих температур (21:-60 С) и малое значениеудель й пьезочувствительности(д Е,/я, = (3,24-4,32) 10 дкл/Н; 40нег /,Гкт,- 7 Г; = 1,08 10.ткл/и).Цель изобретения - расширение интервала рабочих температур и повышение удельной пьезочувствительности.45Указанная цель достигается тем,что пьезоэлектрический керамическийматериал, содержащий (Ко 5 Вдо 5 )ТдОи РЬ 2 гО, 9 дополнительно содержитРЬТ 10, прн следующем соотношении ком 50понентов, мас. .:(К 5 В 1 О 5 )Т 10, 12,64-18,63РЬ 2 гО, 46,46"68,453 12992 40990 Помол и смешивание компонентов ших.ты ведут в среде изопропилового спирта. После смешивания прессуют брикеты и обжигают при 850 С в течение3 ч. Обожженные брикеты измельчают ипрессуют изделия заданной формы ивеличины, которые обжигают при1050 С в течение 1,5 ч в атмосфереооксида свинца. Охлаждение до комнатной температуры ведут в режиме выключения печи.Металлизацию изделий осуществляютпутем вжигания серебряной пасты при800 С в течение 30 мин.Поляризацию изделий проводят в нолисилоксановой жидкости при 150 Сои напряженности электрического поля30 кВ/см. Охлаждение образцов до комнатной температуры ведут под полем.Диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики материала определяют на образцах диаметром 10 мм,толщиной 1 мм.Результаты измерения различных составов приведены в таблице.Как видно из таблицы, пьезоэлектрический керамический материал имеетдостаточно высокую температуру Кюри(270-410 С), что определяет широкийинтервал рабочих температур, а такжевысок ю пьезочувствительность631 / К т /Ео = (1,63-3,9)10КЛ/Н,631 / Нхх /Ео(Ах 56-11 х 95) .1011 Кл/Н,По сочетанию параметров состав 10является наиболее эффективным: Т)(10 Кл/Н,Введение РЬТ 103 позволяет значительно расширить интервал рабочих температур и сохранить высокие пьезосвойства.Положительный эффект предлагаемогоматериалаобусловлен его качественными количественным составом, примеры 2,3 и 12 подверждают ухудшение свойствза пределами предлагаемого соотношения компонентов. Предлагаемый материал имеет высокую пьезочувствительность (11 )Ет 1 /Етл (1963-399)10 2 Кл/89 что зючитк.льно больше,иеи у иеиестиого (631 / )ст /Но1,08).Интервалрабочихтемператур,С 1114662 Т, Со Пример тЗЗ /о РЬ 2 гО (КВ 3 ) РЬТ 10 ТдО 20-60 2136 130-150 О, 053 О, 031 4,71 170 441 О, 018 1422 68,45 18,63 1386 1088 884 777 28,35 320 33,10 340 368 410 20-350 37,20 20-350 20-350 40,90 390 44, 18 390 190 252-та.10Кл/Н Пример 50 1,08 3,24-4,32 150-200 62 47 61 160-200 160 170 1,63 1,4 1,63 4,30-5,264,244,56 1,66 1,64 55 49 170 190 5,15 6,39 51 39 1,83 1,63 180 160 6,47 6,69 910 2,08 3,90 160 150 8,3411,95 5(1 7,25 2,17 100 6,30 100 2,07 12 33 Состав, мас. 3 1 77,45 22,55 2 74,91 20,38 3 71,53 19,47 5 65 63 17 86 б 63 03 17 15 7 60,62 16,50 8 56,32 15,33 9 52,57 14,33 10 49,40 13,40 11 46,46 12,64 12 43,88 11,94 9,00 200 12,92 220 16,51 230 19,82 240 22,88 270 А 1 /4 Едъ /Ео10" , Кл/Н 20-120 20-160 20-180 20-180 20-185 20-220 20-290 20-290 О, 035 О, 015 О, 016 О, 012 О, 015 0,012 О, 027 0,007 0,012 Продолжение таблицы Хймюю ЦО, Кл/Н