Пьезоэлектрический керамический материал

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК ЯО 115424 511 С 04 В 35/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ(54)(57) ЧЕСКИЙ МА Яа ВТ с я тем, пьезоэлект ния его с интервале но содерзит щем соотн 9-33 У 17Я,Данцигер,.Дергунова,цов, В.П.Завьяло На 0,В 1 Тх РЬВЬ Сг О 90, 0-92, 5 7,5-10,0 левои ко1978, с.3. ПВ 122762 обрит анин 1976.ент Вел л. С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ростовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственныйуниверситет им.М.А.Суслова(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 831760, кл. С 04 В 35/00," 1979.2Ривкин В,И. и Росляков Н.И. Исследование температурных характеристик пьезокерамики на основе сегнетоэлектриков с высокой температуройКюри. - Тезисы докладов 71 межотраснференции, Донецк, сентябрь,9 ЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЕРИАЛ, включакщий0, отличающийчто, с целью увеличения рического модуля и улучшеабильности в температурном до 500 С, он дополнительРЬВЬ Сг О нри следуюшении компонентов, мол.Х:1154247 Иа о,В 1Ть. 0 сРЬИЬд,Сгр О 90,0-92,5 7,5-10,0 Соста 110",КЛ/Н 7,5 92,5 10,0 90,0 Изобретение относится к пьезокерамическим материалам и может быть использовано для создания высокочастотных преобразователей, работающих в условиях повышенной температуры, в частности, для дефектоскопов с рабочими температурами до 500 С.Известны пьезокерамические материалы на основе слоистого титаната висмута и натрия-висмута, используемые в пьезопреобразователях с рабочей температурой 500 С 1 1 и 2 1.Однако указанные материалы имеют недостаточно высокие значения пьезомодуля д з=( 10-20). 10 -ф Кл/Н и сравнительно невысокую его стабильность (уход пьезомодуля с 1 =15-20%) - дооР 500 С, поэтому они не могут эффективно применяться в датчиках дефектоскопов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пьезокерамический материал на основе слоистого титаната натрия - висмута Иар В 1. Т.О ЕЗЭ.Однако известный материал, имеет невысокое значение пьезомодуля Й = =10 10 " Кл/Н и сравнительно невысокую температурную стабильность (уход пьезомодуля д "-20%) до 500 С,Целью изобретения является увеличение пьезоэлектрического модуля и улучшение его стабильности в температурном интервале до 500 С.Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий Иар В 11101, дополнительно содержит РЬИЬОСгО при следующем соотношении компонентов, мол.%: Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО в две стадии. Компоненты состава, мол.% Вг Т 1 01 РЬИЬ О Сг0 Температура первого синтеза Т, =850"С,температура второго синтеза Т =900"Спродолжительность синтеза 10 ч. Спекание образцов производят методом го рячего прессования по следующему режиму: температура 1065-1125 С, давление 19,6 МПа, время выдержки 40 мин.Поляризацию образцов проводят в полисилоксановой жидкости ПЭСпри 180 Св течение 45 мин в поле напряженностью.6,0-7,0 МВ М " с последующим охлаждением под полем до 90 С.Измерение электрофизических парамеров проводят через 24 ч после поля ризации в соответствии с ГОСТ 1237080. Электрофизические характеристикиисследованных составов приведены втабл.1.По сочетанию параметров составыпредлагаемой системы превосходят известный и базовый пьезоматериалТНаВЕ 13, используемый в пьезопреобразователях при рабочей температуре 500 С (табл.2). По сравнению сизвестным материалом значение пьезомодуля й возрастает в 2,0-2,2 раза, а стабильность его улучшается в1,5-3 раза.Расширение интервала концентраций 30 РЬИЬрСгрОз ведет к заметному снижению величины пьезомодуля Йэз, например, у составов 3-9 (табл.1), в которых содержание Иар, ВхТ 10, иРЬИЬрСг рО выходит за предлагаемые 35 пределы. Сочетание высоких значений температуры Кюри (Т ) и пьезомодуля дэ с его хорошей температурной стабильнос тью и низкими значениями диэлектрической проницаемости Е,(, позволяет использовать предлагаемый материал в широком температурном интервале (-200)-(500)С в датчиках дефектоско пов для контроля качества сварки швовиэделий атомного машиностроения.Таблица 1 Электрофизические параметры 157 0,22 0,037 1660550 20 154 0,40 0,040 2600 50 221154247 Продолжение табл. Соста ээ/ф а 11,0 89,0 12,5 87,5 15,0 85,0 20,0 6 80,0 2,5 97,5 95,0 6,0 94,0 Т а б л и ц а 2 Базовый материалТНа В(2) Известный материал Предлагаемая система хИарэВд ТдОу РЬИЬоэ Сг 5 Оэ х ВдО - у ТдОа ИадО х Иа Вд - Тд,015 Состав, вес.% Состав, мол.% Состав, моЛ.% Х = 92,5-90,0У = 7,5-10,0 Х = 75,78 Х = 100% У = 23,10 Е = 1, 12 1 зэ 10 " ,КлН 20-22;э /, 154-157 130 150 ВНИИПИ Заказ 2620/20 Тиралс 605 Подписное Филиал ЛПП "Патент", г,Узгород, ул.Проектная,Компоненты состава, мол,% Вд Тд О,э РЪИЬСгО Электро 4 эпзические параметры 153 0,58 0,030 2500 )550 16 150 0,75 0,020 2600 )550 8 160 1,44 0,027 2640 )5508 154 2,41 0,037 1860 550 9 168 0,25 0,025 1540 )550 11 152 0,24 0,034 1580 550 12 154 0,23 0,035 1600 )550 15