Пьезоэлектрический керамическийматериал

ВЮ 646 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликов ния описа 72) Авторы нзобретени В, М. Ищук, Е. М. Морозов, П, М. Коваленко,В. В. Климов, Н, А. Спиридонов и Е. 3, Новнцки(54) П ЬЕЗОЭЛ ЕКТРИЧ ЕСК КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИ Изобретение относится к материалам с большим энерговыделением под воздействием ударных механических напряжений, нашедшим специальное првменение,Для этих целей требуются сегнетоэлектрнчесжие материалы с,сочетанием высоких значений остаточной поляризации Р малых значений диэлектрической проницаемостии высоких значений электрической прочности Епр Занесенная в материале при поляризации электрическая энерпия имеет значепиееоЮ 2 . Однако под воздействием импульсной механической напрузки выделяется лишь часть ее, пропорциональная Е,р,Поэтому важной задачей при .выборе материала для рабочего элемента является повышение электрической прочности, 20Известны сегнетоэлектрические материалы, применяемые для этих целей, на основе твердого раствора цирконата-титанатасв,и,нца:а) с соотношением Хг: Т 1=96,5: 3,5,и 25 добавкой пятиокиси ниобия 11;б) с соотношением 2 п: Т 1=95: 5 и добавкой окиси вольфрама 21.Последний материал является нанболее близним техническим решением к дакному. З 0 Изве высокие и малое цаемост сокая э ществен основе высокая спекани ператур ных тех атмосф стные материалы имеют довольно значения остаточной поляризации значение диэлектрической пронин. Недостатком их является невылектричеокая прочность. Другим суным недостатком,материалов на цирконата-титаната свннца являетсялетучесть окиси свинца, что при и керазоичеоких образцов при темах выше 1100 С требует специальнологичеоких приемов (спекание в ере РЬО). Целью изобретения является повышение электрической прочности и понижение температуры спекания керамических образцов в сочетании с высокими значениями остаточной поляризации н малыми значенияии диэлектрической проницаемости,Указанная цель достигается тем, что язвестный пьезоэлектрический керамический материал, включаюцций РЬ (Уг 0,90 - 0,94 н Т 1 0,06 - 0,10) О, и добавку, содержит в,качестве последней РЬ(бе 1 Ч 1, ) Оз при следующем соотношении ко 1 мпонентов, мол, %:РЬ(Его,оо-о,о 4 То о-о,1 о) Оз 96 - 98РЬ (бе 1 уЪу ) Оз2 - 4П р имер 1. Для изготовления материала,состава 97% РЬ (Его,мТ 1 о оз) и 3%(Сс . А: ". готезят смесь исход)ных ве )ществ в следгощпх соотношениях, г: 68,8503 28,9500 1,1982 0,4042 0,5873 РЬСО ХгО. Т 1 О. беО., ГОз Остаточная поляризация Рмк кул/см 28 Диэлектрическая нроницаемостьдо поляризации (в/=-о).270 Диэлектрическая проницаемостьпосле поляризации (з,зо) 220Тангенс диэлектрических потерьдо поляризации (ф) % 2,2 Тангенс диэлакврических потерьпосле поляризации (1 дб) % 2,1 . Электрическая прочность ЕркВ/мм 9,0 Коэффициент электромеханической связи, Кр 0,14 Пьезомодуль с/з кул/н 1,12 10 -Механическая добротность Я 420 Скорость:звука ЪзЬ, км/сек 3,55 Плотность р, г/см 7,76 Точка Кюри ТС 232 50 55 60 После помола всходных веществ из по лученгоой шпхты готовят брикеты. Брикеты подвергают обжигу при температуре 800 - 850 С в течение 2-х час. Затем брикеты тщательно размельчают,в порошок с размером частиц (3 - 5) мкм, В порошкообразный продукт добавляют в качестве связ 1 ои водный раствор поливигоилового спирта и прессуют изделия заданной формы, Спрессовагнные изделия обжигают при температуре 1050+20 С в течение 2-х час. Ско ,рость подъема температуры 200 С/час. После плифов 1 ои на изделия,наносятся электроды путем вжигания серебряной,пасты при температуре 500 С в течение 5 ясин. Поляризацня изделий осуществляется в полисилоксановой жидкости при температуре 150 С в течение 1 час в постоянном электрическом поле 4 кВ/мм; охлаждение образцов до комнатной температуры - в присутстаии электрического поля,30Значения остаточной поляризации определяются двумя методами;а) по выделившемуся:в процессе располяризации пирозаряду;б) из петель диэл)ектрического гистереаиса, снятых на частоте 0,005 Ги. При измерениях,максимальное электрическое поле на образце равняется утроенному коэрцетивному полю.Значения остаточной поляризации, по лученной обоими методами, п)раквически совпадают, Свойсвва полученного материала, измеренные на керамических образцах в виде дисков диаметром 100 мм и толщиной 1 мм следующие: 45РЬСОз У.гО. Т 1 О. СеО. ,Оз 68,9991 28,39511,6010 0,4052 0,5985 Дальнейшие операции аналогичны описанным в примере 1. Свойства полученного матеоиала следгющие: Р к "/ с 1 30(1 дб). . 2,02,1Ец;, кВ/мм 9,5Кг 0,15А кул/н 1,14. 10 - и О 4261 А км/сек 3,60р, г/см" 7,25ТС 235П р и м ер 3. Для изготовления материала состава 97% РЬ (Его,оТ 1 оио) +3% РЬ(бе %/)О готовят смесь исходных веществ в следующих соотношениях, г: РЬСОз ХгО Т 1 О йе 02ЮОз 59,1498 27,8385 2,0057 0,4060 0,5999 Дальнейшие операциями аналогичны описанным в примере 1. Свойства полученного материала следующие:Рг, мк кул/см 32(1 Кб) % 2,1Ец, кВ,Л 1 м 9,3Кг 0 16с"з кул/и 1,16 10-"Яех. 430зб, км/сек 3,60р, гlсм 7,70Тс С 238 П р и,м е р 4 Для приготовления материала в составе 98%РЬ (Его,о 4 Т 1 о,оо) + 2% РЬ (ОеЛЧ/) Оз готовят смесь исходных веществ в следующих соотношениях, г. 68,8662 29,2550 1,2108 0,2696 0,3983 РЬСОз ХгО, Т 10 о беО %Оз П р и м с р 2. Для получения материала состава 97% РЬ (/го,озТ 1,ов) + -,-Зо,РЬ(Г;е, й/ ) О. готозят смесь исходив.х веществ з следующих соотношениях,г;810646 РЬ(2 г 0,90 - 0,94 Т 1 0,06 - 0,10) Оз 96 - 98РЬ (бе ,% у, ) Оз 2 - 4 Источники информации, принятые вовнимание при экспер визе изобретения: Формула изобретения 1. Л. Ар,р 1. РЬуз., 1973, т, 44, р. 577,Пьезоэлектрический керамический материал, включающий 20 2. Реггоеес 1 г 1 сз., 1976, , 10, р. 61. Составитель И. фельдман Техред И, Пенчко Редактор И. Квачадзе Корректор С. файн Заказ 345/352 Изд.226 Тираж 661 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тнп. Харьк. фнл. пред, Патент 5Дальнейшие операции аналогичны описанным в примере 1. Свойства полученного материала следующие:Рг, л 1 к кулlсм 30(Ю ) п. /О 1,9Епр., КВ/мя 8,5Кг 0,13азы кУл(н 1,16 10-" смех 420Гзо, кл/сек 3,6Р, г/СЛ 1 З 7,75230 РЬ(Хг 0,90 - 0,94 Т 1 0,06 - 0,10)Оз, о т л и ч а 1 о щи й ся тем, что, с целью повышения электричеокой прочности и понижения температуры спекания в сочетании с высокими значениями остаточной поляризации и малыми значениями диэлектрической проницаемости, он дополнительно содержит РЬ(6 е%ц )Оз при следующем соотношении компонентов, мол. %: