Сегнетоэлектрический керамический материал

Сефз СоветскииСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -С 04 В 35/00 Госуяарствеииый комитет СССР оо ледам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения И,П.Раевский, Л.А.Резниченко, 0.1.Прокопало, - Е.Г.фесенко и А.Н.Калитванскйй Ростовский ордена Трудового Красного Энамени государственный университет(54) СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к технической физике, преимущественно ктехнологии производства сегнетокерамических (СК) материалов, и можетбыть использовано для создания новыхвысокоэффективных сегнетоэлементов,применяемых в термоэлектрическихпреобразователях.Подобного рода элементы должныобладать высокими значениями удельного сопротивления (р) и отношениямакс/комн (где макс значение диэлектрической пронйцаемости в точкеКюри, ЕК и - значение диэлектрической пройицаемости при комнатной температуре). Кроме этого, они должныбыть технологическими в условияхпромышленного производства (иметь.низкие температуры спекания (Тсв ),небольшой средний размер зерна (О),высокую плотность (с,. Комплекс перечисленных свойств позволяет трансформировать тепловую энергию в электрическую, используя свойство изме-.нения диэлектрической проницаемостиот температуры,еПо сочетанию пар аметров известными перспективными для указанной области применения являются материалы на основе фтористых соединенийи титаната бария 11.Указанные материалы имеют высокиетемпературы спекания (1300-1600 С) икрупнозернисты (Р)20 мкм),Но при этом сегнетоэлектрическиесвойства в значительной мере подавляются. Отношение Е,с 1 кс /Екомн снижается до величины 1,Наиболее близким к предлагаемомуявляется материал на основе тнтанатабария, полученный методом горячегопрессования (ГП) 21.Недостатком данного материала яв 5 ляется отсутствие резко выраженногомаксимума в точке Кюри, относительновысокая температура спекания.Цель изобретения - снижение температуры спекания и коэрцитивного поля,20 повышение отношения диэлектрическойпроницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при комнатнойтемпературе при сохранении высокихзначений электрического сопротивленияи плотности и небольших средних размеров зерен.Поставленная цель достигается тем,что сегнетокерамический материал, изготовленный горячим прессованием,30 содержащий ВаО, ТЮ,ВО, А 10 З при854915 тельно перемешивают 0,5 ч в фарфоровой ступке) в течение 1 ч при 1100 С в фарфоровом тигле. После этого стекло выливают на стальную плиту и затем тщательно измельчаютПолученный порошок стекла добавляют к порошку ВаТ 109 в количествах 1,68-9,2 мол.%, далее смесь перемешивают 1,5 ч в фарфоровых ступках. ГП полученного порошка проводят в течение 40 мин при давлении 400 кг/смф. Тподбирают 10 по кривьза усадки. (Плотность образцов определяют гидростатическим взвешиванием. Температурные зависимости Е определяют на частоте 1 кГц с помощью моста Е 8-2).15 Полученные результаты представлены в таблице. Состав, мол. О, км ТсО( Макс Д,м с ВаО ТЮ 2 Са А 1 гО 5100 2 1070 5,90 49,16 16 0,44 0-2,5 10 5 104 Х 250 1450 5,50 545,4 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения температуры спеканияи коэрцитивного поля, повышения отношения диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрическойпроницаемости при комнатной температуре при сохранении высоких значений удельного электрического сопротивления и плотности и небольших 45 средних размеров зерен, он дополнительно содержит СаО, ВО А 10 эпри следующем соотношении компонентов, мол.Ъ: 55 п 1Формула изобретени Сегнетоэле материал изго сованием, сод иследующем соотношении компонентов, мол.Ъ:ВаО 45,40+49,16Т 10 45,40+49,16СаО 0,44+2,39Вгаэ 0,22+1,20А 1 хО Ъ 1, 02+5, 61Полученный материал представляет собой синтезированный порошок ВаТОЭ, в который перед ГП вводят 1,68- 9,2 мол,Ъ стекла состава, мол.Ъ СаО 25,881 А 1 гО Э 13,29 у ВОЭ 60,83.Получение предлагаемого материала осуществляют следующим образом..Порошок ВаТ 109 получают пиролизом при 950 С титанилоксалата бария марки ХЧ. Стекло - сплавлением навесок СаО, А 1 гОэ, ВОЗ (которые предвари,84 0,42 1,98 1050 40 2,39 1,20 5,61 9 На фиг.1 приведены температурные зависимости Е некоторых составов;на фиг.2 - петли диэлектрического гистерезиса (цифры у кривых соответствуют номерам составов, казанных в таблице).Иэ данных таблицы видно, что предлагаемые материалы имеют по сравнению с известным более высокое отношение диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при Ткомн (Е макс/Екомн) р сохранении высоких р ,й и йизких О, Оптимальным является интервал концентраций вводимого стекла 1,68-4,8 мол.Ъ что соответствует введению, мол.В: СаО 0,44-1,25;. ВгОэ Оф 22-0,621 А 1 аОЭ 1,02-2,93 в ВаТ 1 Оэ (ВаО+Т 10 г) . рический керамическивленный горячим пресжащий ВаО и Т 10,ВаО 45,40-49,16Т 10 45,40-49,16СаО 0,44-2,39ВОэ 0,22-1,20А 10 э 1,02-5,61Источники информации,ринятые во внимание при экспертиз1. фСаЫез е гапвпйвв 1 опф,966, 20, 9 2, р.125-134.2. Окадзаки К. Технология керамеских диэлектриков, Энергия,976, с.191,854915 Е 10 у 7, ФС го Р10 фкл см Редакт СоСтавитель Н.фельдманын Техред М. Коштура Корректор О.Билак Эа ПП 1 фПатентфф, г.ужгород фи Проектная 803/32 Тираж 660 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, й, Р