Пьезоэлектрический керамическийматериал

Союз Советских Сфциалистичвских республик(5)М. Кл.з с присоединением заявки МС 04 В 35/00 Государственный комитет СССР яо делам мзобретеннй и открытмй(088. 8) Опубликовано 230581 Бюллетень 1%19 Дата опубликования описания 2 30581" "-;"),Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт.(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАИИЧЕСКИИ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретение относится к высокотемпературным материалам для пьезотехники и может быть использовано длясоздания электромеханических преобразователей, работающих в широком диа-пазоне температур.известны высокотемпературныепьезоэлектрические матерйалы 1 наоснове РЬТ 10 й,1 ОНедостатком керамики на основетитаната свинца является низкаятемпература сегнетоэлектрическогофазового перехода, вследствие чегопьеэоактивность керамики сохраняется лишь до 350-420 фС. 15Наиболее близким к предлагаемомуявляется пьезоэлектрический материал Г 2, включающий БаяО, В 1,0 эиТ 1 О состава Ва 0,5 В 14,5, ТХ,яО,Недостатком этого материала 2 Оявляется низкая пьезоактивность, чтоограничивает его применение в элект-.ронной технике, вЦель изобретения - повышениепьезоэлектрических свойств.Указанная цель достигается тем,что пьезоэлектрический керамический материал на основе Баау В 1ТЩ включающий В 103, Т 1 От иИаа,б Дополнительно соДеРжит ВОзи ВаО при следующем соотношении компонентов, масс,З:В 10 з 75, 10-75, 60Т 1 О 23 р 00-23,20НаО 1,10-1,20В Ов 0,10-0,30Ва О О, 15-0, 40Кроме того, в известном способе изготовления пьезоэлектрического керамического материала, включающем предварительный обжиг части исходных компонентов, измельчение, формование образцов и последующий обжиг, после предварительного обжига в шихту добавляют 0,5-1 масс,В предва рительно сплавленной смеси следующего состава, масс.З:Ва О 35-45В 2 ок 25-35Т 1 О 17-23З 1 О 3 8-12Для изготовления пьеэокерамики и стекла использовалосьсырье в виде оксидов ВО З и Т 1 О, карбонатов НаСОи ВаСО 3, и борной кислоты марок чда. Смешивание и измельчение компонентов проводятв яшмовом барабане в среде изопропилового спирта, в течение 12 ч. Шликер высушивают при температуре,12 Р С. Из шихты831760 150 Формула изобретения 40 15 0 1 0,2 0,3 0,4 при удельном давлении 800 кг/смпрессуют брикеты для синтеза. Предварительный обжиг осуществляют в муфельной печи при 820 С и 2-часовой выдержке. Брикеты дробят в фарфоровой ступке и измельчают в яшмовом барабане в среде изопропилового спир-,. та; в барабан добавляют предварительно сплавленное стекло, измельченное до прохождения через сито 0063После сушки шликера прессуют образцы в виде(о дисков диаметром 10 мм, толщиной 1,5 мм, В качестве связки используют 3-ный водный раствор поливинилового спирта. Образцы спекают при 1080 осв течение 2 ч. После шлифования на образцы напылением под вакуумом наносят алюми ниевые электроды. Поляризацию образцов осуществляют при температуре 180 Со и напряженности 4,5 кВ/мм в полисилоксановой жидкости. П р и м е р 1. Используют99,5 масс.Ъ стекла укаэанного состава, причем конечный состав керамики, ь"асс,Ь:В 0. 75,45 Т 10 23,10 Иа 10 1 11 В ОЗ3 а 0 0,20из них в виде стекла:В 1 00, 05 ВаО 0,20 , Т 1 0 0,10 В Оз 0,15 Материал готовят по выше описанной технологии. Температура спеканйя 1080 С, выдержка при этой темПературе 2 ч. гПолученная пьезокерамнка имеет следующие свойства:Плотность-,г/смъ6,96Диэлектрическаяпроницаемость, ЕДиэлектрическиепотери ; Д О,ОО 5ОПьезомодульд 10,к/н 3,6Пьезомодулъд 101 к/н 16,5Максимальный уходпьезомодуля Одевинтервале 20-500 С,15Необратимые изменения с 3 дд послевоздействиятемпературы до500 С,Ъ П р и м е р 2, Используют99,0 масс,Ъ керамики и.1,0 масс,Ъстекла, причем конечный состав кера.мики, масс,Ъ:В 120 75,12Т 1 0 23,07Иа О71,112. ЪО,з3 аО 0,4,из них в виде стекла:В 1 ОТ 1 ОВ 20Ва 0 Материал готовится по описанной выше технологии, Температура спека., ння 1070 С, выдержка при этой темопературе 2 ч. Полученная керамика имеет следующие свойства:Плотность, г/см 7,00Диэлектрическаяпроницаемость ЯДиэлектрическиепотери д У 0,005Пьезомодуль й.;10 ,к/н 4,8Пьезомодуль 4 10, к/н 17Максимальный уходпьеэомодуля с 1в интЕрвале20-500 С, ВНеобратимые изменения бз послевоздействия температуры до 500 С, Ъ (15 Таким образом, керамика предлагаемого состава, полученная смешиванием предварительно спеченной части шихты с добавкой 0,5-1 вес,Ъ предварительно сплавленных компонентов в укаэанном соотношении характеризуется более высокими значениями пьезомодуля (д, =(Э,б.и 4,8) 10 к/н, чем известного (б :2,210 к/н), а также хорошей термостабильностью пьеэомодуля й вплоть до 500 С. 1, Пьезоэлектрический керамический материал на основе Ма с.о,314. У Т 140 У, ВКЛЮЧаЮщнй 31 дТ 10 иИаЯ, отличающийс я тем, что, с целью повышенияпьезоэлектрических свойств, он дополнительно содержит В Я.З и Ва 0при следующем соотношении компонентов, масс.Ъ:3 з.О 75 р 10-75,60ТХ 0;у. 23 р 00-23,20На 0 1,10-1,20В Оз 0,10-0,303 аОВаО 0,15-0,402, Способ изготовления материалапо п,1, рключающий предварительныйобжиг части исходных компонентов,измельчение, формование образцов ипоследующий обжиг, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, после предварительного обжига в шихту добавляют0,5-1 масс,Ъ предварительно сплавленной смеси следующего состава,масс.Ъ:ВаО 35-45ВО25-35Тх О 17-23В 1 Я8-12831760 Составитель Н.фельдманТехредЖ. Кастелевич Корректор Е.Рашко Редактор Н. Лазаренко Заказ .3733/72. .Тираж 660ВНИИПИ Государственного .комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Подписное филиал ППП фПатент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии 49-29306,кл. 62 С 23, 1974, 2. Известия АН Латвийской ССР. Серия физических и технических наук. 1966, Ф 6, с. 40- 43.