Пьезоэлектрический керамический материал

пи 734166 Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт.свнд-ву 77( 22) Заявлено 21,6 106/29-3(71) Заявитель асного Знаменитет остовский ордена Трудов государственный уни 54) ПЪЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМАТЕРИА Л СКИ рактеристик. Обраизменения пьезовоздействия односжатия, приложензации, возрастаюттеряет.пьезоактивктрических ханеобратимыепьности примеханического пьезоэп обпасти пь тимые чувствите осного ом пь оси попяриап,попностью ного вд и мате ность,жимающих мехавременно возпее б анно наНа пнем к матери 20 с присоединением заявки Изобретение относится ке зотехники и может быть использовано дп создания эпектромеханических преобразователей, работающих в широк диапазон температур, одноосных снических нагрузок и однодействующих температур и механических напряжений;. Известен сегретоэпектрик со слоистой перовскитоподобной структурой - титанат висмута В 1 Т 1, 0 1, который содержит окислы в спедующих количествах (вес,%); В 1 0 79,54 Т 1 02 20,46Однако вепичины диэлектрической проницаемости (с Ео =130) и пьезомоТдуля д , измеренного в квазистатическом рекиме (Д= 7-8 х 10 К/Н) ти 12таната висмута невысоки,Кроме того, вследствие высокой проводимости рабочая температура не преювышает 100 С. При более высокой температуре наступает резкое ухудшение ибо пизким техническим решед му является керамический ап основе титаната висмута (В 14 Т 1 0,2); содержащий в качестве д бавки оксиды ниобия (НЬ 0) и неодима ( МЬОЭ) 21 в спедующем соотношении:377,98 - 78,75 20,06 - 20,26%Об О 49 - 0,98В 0 0,49 - 0,98.Этот материал имеет бопее высокие по сравнению с В 14 Т 0 диэпектриеские и пьезоэлектрические характеристики(Е =170,ду 23 х 10 К/Н) и обпадает высокой стабильностью пьезоэлектрической чувствитепьности в интервале температур 20-400 С, тем самым.обеспечивая надежную работу пьеэоэдементов, используемых для создания элект.ромеханических преобразователей вуказанном диапазоне температур.Однако ддя ряда практических устройств атот диапазон температур недостаточно широк и, кроме того, этот материал имеет ракий интерввд спекания(1170-1180 С),Целью изобретения является расширение интервала температур спекангя и диапазона рабочих температур.Согласно изобретению, ата цель достигается тем, что пьезоэдектрический материал на основе титанатв висмута, содержащий В 10, Т 1 О и добавку, содержит вкачестве добавки ЮО и ЙЪО при сдедующем соотношении компонентов, вес.%;В 1 д 0 75,04 79,22Т 1 0 19,3- 20,38ВО 1 02 - 4 7КЪ 04 - О 99Образцы из предлагаемого пьезокервмического материала готовят по обычнойкерамической технологии методом двукратного обжига.Исходные вещества (оксиды) смешивают в мокром виде и из подученной шихты прессуют брикеты. Брикеты подвергаютпредварительному обжигу при 850 С втечение 2 ч затем тщательно измельчаютв порошок, после чего в качестве связкидобавляют небольшое количество подивинидового спирта и прессуют заготовки заданной формы. Спрессованные издедия помещают в печь и спеквют при 10701180 С в течение 1 ч, Скорость подъемаОтемпературы 200-ЗООо/чвс. Здектродынаносят методом вжигания серебрянойпасты при 800 С в течение 10-15 мин.Поляризацию осуществляют в подисидоксановой жидкости при 200 С в течение1 ч в постоянном адектрическом поде,напряженностью 30 кв/см. Дополнительно 166 4к обычной технологии поляризованные образцы нагревают до 500 С и прикладыовают однослойное механическое сжатиедо 3000 кгс/см вдоль оси поляризации.2Конкретные составы представлены втвбд. 1,Данные с пъезоадектрических и диэлектрических свойствах, а также о стабидьности предлагаемого мвтеривдв при О ведены в табл. 2.Пъезокерамический материал преддагаемого состава имеет повышенное значение диадектрической проницаемости исохраняет прежнее значение пъезоадектрического модудядз 3, а также его ствбидьность в,диапазоне давлений 203000 кгс/см . Материал сохраняет ста 2.бидьность пъезо адектрического модуляд в более широком диапазоне темпео20 ратур (до 640 С). Необратимые изменения пъеэомодудя , измеренного вквазистатическом режиме в диапазонетемператур от -200 - 640 С отсутствуют, в обратимые не превышают 10%.Кроме того, материал сохраняет стабипьность пьезоэлектрического модуляс при одновременном воздействии температуры до 640 С и давления дооЗООО кгс/см . Необратимые измененияй30 при этом практически отсутствуют, в обратимые не превышают 12-15%. Таким образом, данный материал обеспечивает надежную работу пъеэоэдементов, исподьэуемых ддя создания преобразователей в диапазоне температур ото-200 до +640 С ири комплексном воздействии температуры до 640 С и давления до 3000 кгс/см .2Пъезокервмический материал преддагаемого состава имеет расширенный интервал температур спекания (1070-1180 С),что в значительной степени повышает технодогичность материала,734166 1 аблица 2 130 0,029 8 675 -200-+100 100 11201130 170 О 02 23 643 от 200 до 400 12 8 11701180 170 0,02 20 660 отдо 550 15 10 11201130 185 0,01 20 652 отдо 640 13 10 10701180 175 0,01 20 650 отдо 640 14 10 ЪО 70 1180 1070 1180 180 0,01 20 655 отдо 640 10 75 ф 04 - 79,2219,3 - 20,381 02 - 4704 - 099 В О Т 1 0 ф ОэНЪ О Составитель Н. ФельдманРедактор Э. Шибаева ТехредН. Ковалева Корректор Н. Степ Заказ 1997/31 Тираж 671 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийи открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения Пъезоэлектрический керамический материал на основе титаната висмута, содержащий ВО, Т 0 и добавку, о т - з 5 л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью рсширения интервала температур спекания и диапазона рабочих температур, в качестве добавки он содержит 70 и ИВО при следуюшем соотношении компонентов, вес,%: Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1.Е,СЬоЬЪагао,РМв Кеч ч 22, % 3,1961, р. 804-807. 2. Авторское свидетельство СССР