Способ получения прозрачного сегнетоэлектрического керамического материала

-1:1 .МмЖВ Союз Советских Социалистических Реслублик(51)М. Кл г С 04 В 35/00 С ЛРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ Мо ГосударственныИ комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(71) заявитель Латвийский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им.П.Стучки(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНОГО СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к областигехнологии прозрачных керамическихматериалов, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами и предназначенных для применения в электрооптических устройствах,Материалы, используемые как активные элементы в электрооптических,устройствах, основанных на применении эффектов электрически управляемого двупреломления или рассеяниясвета, должны обладать высокой оптической прозрачностью (несколько десятковпроцентов), Наряду с электрооптическими монокристаллами применяют.ся также прозрачные сегнетокерамические материалы системы циркона-та - титаната свинца, модифицированного лантаном (ЦТСЛ), получаемыепо более простой технологии, 20Известен способ получения прозрачной сегнетокерамики составаЦТСЛ из окислов высокой чистоты(содержание примесей менее 0,1)РЬО, Т(О, ч 02, 1 аО в которомприменяют два цикла предварительногообжига исходной смеси в платиновыхтиглях и горячее прессование в засыпке из окиси алюминия, Предварительный обжиг проводят при 900 и 30 700 оС в течение 1 и 0,5 ч соответственно. Горячее прессование проводят при 1150 С в течение 16 ч под давлением 210 кг/см 2 111Однако составы системы ЦТСЛ, которым, например, свойственна электрооптическая память при комнатных температурах, имеют высокие управляющие напряжения и они относительно чувствительны к оптической радиации, что приводит к уменьшению начального двупреломленля.Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения сегнетокерамического материала состава РЬ(бс 1(а ИЬ, ) О, который получают двухкратной термической обработкой смеси окислов с последующим спеканием. Первый обжиг проводят в платиновых тиглях при 800 С в течение 2-х ч, второй при 1300 оС в течение 1-го ч. Образцы спекают на платиновой фольге в тигле из МО при.1320 в 13 С в течение 2-х ч ( 21.Полученные образцы после шлифовки и полировки до оптического качества при толщине 0,3 мм имеют прозрачность на длине волны 6328не более 1 Ъ, т.е. ниже требований, предъявляемых к электрооптическим материалам. Электрооптические измерения показали, что РЬ(5 с, МЬ/ ) О обладает относительно низкими управляющими напряжениями и низкой чувст нительностью к оптической радиации.Целью изобретения является повышение оптической прозрачности сегнетоэлектрического керамического материала состава РЬ (5 с, МЬ, ) ОЗ.гУказанная цель достигается за счет того, что при получении прозрачного сегнетоэлектрического керамического материала РЬ(Яс ХЬ, )Оэ путем измельчения шихты, ее брике тирования и многократной предварительной термической обработки с последующим спеканием,предварительную термообработку проводят в три этапа: первый-при 800-900 С в течение 2 ч л -10 мин,второй,после повторного изме льчения и брикетирования материала при 800-900 С в течение 2 ч 1 10 мин и третий, после измельчения материала - при 1250-1300 С в течение 1 ч + 5 мин, а спекание осуществляют горячим прессованием.Для приготовления прозрачной сегнетокерамики берут шихту, состоящую из окислов, вес.Ъ:РЬО 68,86 (осч. )5 с О 10,64 (чда)ИьгОз 0,50 (осч)Шихту материала размалывают в агатовой мельнице в среде этилового спирта.до полного прохождения. через сито Р 0056. Измельченный материал высушивают при 150 С и прессуютпод давлением 1000 кГ/смг н брикеты, которые помещают в платиновыетигли и нагревают. Скорость подъема температуры - 300 в час. При850 фС производится выдержка в течение 2-х ч, затем нагревательную сис тему полностью выключают, Термнческую обработку проводят в атмосфереРЬО..Брикеты измельчают н ступке, после чего следует мокрый помол до полного прохождения порошка через сито Р 0056. Измельченный материал высушивают при 150 С и прессуют в брикеты, которые в платиновых тиглях нагревают до 850 С и выдерживают 2 ч. Третий этап термической обработки пронодят после измельчения брикетамокрого помола и нысушивания, В третьем этапе порошок помещают в платиновый тигель, температуру поднимают до 1300 фС и выдерживают в течение 1-го ч. Усло ни я мокрого помола и высушив ани ятакие же, как в первых двух этапах,Полученный порошок прессуют вбрикеты диаметром 23 мм весом по9 г н каждом. Брикеты помещают вкорундовые прессформы установкигорячего прессования. В качествезасыпки между брикетом и прессформой применяют окись алюминия. Горячее прессонание осуществляетсяна воздухе. Одновременно с началомнагрева прикладывают давление40 кГ/см . Температуру поднимают3со скоростью 400 С в час.При достижении температуры н устаононке 900 С подают давление 290 кГ/см",Температуру поднимают до 1250 С ивыдерживают в течение 2-х ч. Затем нагрев прекращают, снимаютдавление и н течение 8 ч системаостывает.Спрессованные образцы вынимаютиз пресса и пронодят шлифовку иполировку поверхности до оптического качества.Толщина отполированных образцов(керамических пластинок) 0,3 мм,После полировки следует отжиг прио600 С и последующее охлаждение спечью. Затем измеряют оптическиехарактеристики образцов. Прозрачность керамических пластинок достигает 50 на длине волны 6328 К.Это пбчти в 50 раз больше по сравнению с сегнетоэлектрическим материалом состава Р (5 с/ ЧЬу ) О2/2 Зуполученным по ранее известному способуДля осуществления электрооптических измерений в режиме поперечногоэлектрооптического эффекта на образцы наносят хромсеребряные электроды, совмещенные с обеих сторонпластинки; ширина зазора 0,3 мм.Электрооптические измерения проведены в оптическом криостате в квазистатическом режиме (длина волны6328 А), В таблице приведено сравнение управляющих напряжений идоз оптической радиации (тоже надлине волны 6328 Й) полученногопрозрачного сегнетоэлектрическогоматериала состава РЬ Ьсл ЙЬ/ ) Оэс известным, наиболее близким посвойствам, материалом ЦТСЛ 8/65/35(соотношение Ег /Тл 65/35, содержание Ьа 8 ат.З) при комнатной температуре (здесь под дозой облучения,характеризующей чунствительностьматериала к оптической радиации,подразумевают энергию облучения,вызывающую изменение начальногоднупреломления на 10),ь 28 пз Сравниваемые сегнетокерамические материаы правляющее апряжение,В Лоза оптическойРадиации, Лж/см 2/2 "/231 ТСЛ 8/65/35 18 20000 300 700 мический материал сос Ь 2 )О, сочетающийпрозрачность с низими напряжениями и птической радиации, именение в электроройствах. Сегнетокера тава РЬ(5 а 1/2 й в себе высокую кими управляющ стойкостью к о может найти пр оптических уст ормула изобрете Составитель Н,фльдманТехред Н.Ковалева Коррек Н.Задерновская Редактор С.Лыжова исное итета СССР открытий наб., д.4/ Тираж 702 ПодЦНИИПИ Государственного копо делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская Заказ 604 илиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная Способ получения прозрачного сегнетоэлектрического керамического материала РЬ(Ьс 1, МЬ/ )Оз путем измельчения шихты, ее брикетирования и многократной предварительной термической обработки с последующим спеканием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью говыщения оптической прозрачности керамики, предварительную термообработку проводятв три этапа: первый - при темпера туре. 800-900 С в течение 2 ч 10 мин,второй, после повторного измельчения и брикетирования материала,при температуре 800-900 С в течение2 ч+10 мин и третий, после измельчения материала, - при температу 2 О ре 1250-1300 С в течение 1 ч + 5 мин,а спекание осуществляют горячимпрессованием,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2 1, Патент США Р 3,666.666,кл. 252-62.9, опублик. 1972,2. Теппегц Ч. Т, К с 8. Х. Ягпвг, Сего(п . Зое1968, Р 12, 51, р. 671-674.