Пьезоэлектрический керамический материал

Соез Советск икСоциалистическиеРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 05,05,80 (21) 2921078/29-33с присоеяинением заявки РЙ(51)М. Кл, С 04 В 35/00 Ьоударствсииый комитет ао делам изобретений н открытийДата опубликования описанкя 15,02.82,(72) Авторы изобретения Л. В. Джеки я, Д. Э, Файнридер, Б. П, Мордан Ростовский ордена Трудового государственный универ асного Зйамени .тет Заявитель(54) 11 ЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ понених соотношения следующтов, мРЬОЕгО тих пьезоматеризкие рабочие темпепвающие 50-200 С. Недостаткомалов являются ниратуры, не превьНаи ьлее блишением к предлаэоэлектрическийал 21, включаюСаО, ВаО, ЬгО и ким техническим реаемому является пье керамический матери щий РЬО, 2 г 02, Т 10 добавку 810 к при Изобретение относится к пьезотехике, а именно к высокочувствительным пьезокерамическим материала ( пьезомодуль дне менее 200 10 Кл/ обладающим высокой стабильностью пьезомодуля дв широком интервале температур (-60)-(+300)С и может быть использовано для пьезоэлементов высокотемпературных акселероме гров и акустических датчиков.Известны пьезоматериалы обладающие высоким пьезомодулем, на основе системы цирконата-титаната свинца, например ДТБС, у которого 64701 О 1 Кл/Н 1). 66,9-67,22 19,6-20,0Т 10 1113-11 ф 5СаО 0,17-0,20ВаО 0,47-0,53 .ЬгО 0,32-0,36Х 3 1,42-1,43Образцы данного состава характеризуются следующим электрофизическими параметрами: диэлектрическая проницаемость С /1100, тангенстугла диэлектрических потерь Сц У 152,0 у, точка Кюри (Тк) 355 С, пьеэомодул;, д , измеренный квазистати 1 е ческим методом равен 2201 О Хл/Н.Недостатком этого пьезоматериала является нестабильность пьезомодуля оок воздействию температуры. превышающей 200 С. Обратимые изменения пьеэомодуля в диапазоне температур (-60)-(+300) С составляют более 502. Кроме того, пьезоматери 905220ал имеет сравнительно высокую температуру спекания; 1180-1200 С.Целью данного изобретения является улучшение стабильности пьезомодуля д 5 к воздействию температуры в более широком диапазоне температур при сохранении его высокого значения.Эта цель достигается тем, чтопьезоэлектрический керамическийматериал, включающий РЬО, ЕгОТ 1 О,СаО, ВаО, ЯгО и В 0, доголн тельно содер т добавку СеО 2 приследующем соотношении компонентов, мас.%:РЬО 66,19-66,322 гО 19,49-19,52Т 102 1,66-11,69СаО О,7-0,18ВаО 0,46-0,475 гО 0,15-0,1681,20 1,37-1,38е 02 0,29-0,5Образцы из предполагаемого пьезокерамического материала готовятсяпо обычной керамической технологиипутем двухкратного обжига,В качестве исходных компонентовиспользуют вещества в следующих количествах, вес.%;РЬО марки "ЧДА" 66,19-96,32Ег 02 марки "Ч" 19,49-19,52Т 10 марки "Кон 2денсаторная" 1,66-11,69СаО марки "ОСЧ" 0,17-0,18БаО марки "ЧДА" 0,46-0,475 гО Оь 15 ОЙ 6СеО марки "КЧ" 0,29-0,5Исходные вещества смешиваютсяв мокром виде, высушивают и из полученной шихты прессуют брикеты. Вриокеты подвергают обжигу при 850 С вв течение 3 ч, затем тщательно измельчают в порошок, после чего в качестве связки добавляют небольшоеколичество поливинилового спиртаи прессуют заготовки заданнои формы.Спрессованные изделия помешают во,печь и спекают при 1080+20 С в течение 2 ч. Скорость подъема температуры 200-300 град/ч. Электродынаносят методом вкигания серебряо,но.1 пасты при 800 С в течение 10)35 40 45 водства,Таким образом, данный состав пьезокерамического материала обеспечивает работу пьезоэлементов в пьезопреобразователях в диапазоне температур (-60)-(+300)С,50 1 О 15 20 25 ЭО 15 мин. Моляризацию осуществляют на воздухе при 300 С при напряженности электрического поля Е=5 кВ/см и охлаждении под полем до комнатной температуры.В табл. 1 дан состав известного и предлагаемого материалов.Данные измерений пьезоэлектрических и диэлектрических параметров а также стабильности пьезомодуля с 5 к воздействию температуры приведены в табл. 2, представлены параметры для составов, содержащих беО в количествах, выходящие за пределы концентраций, указанных в предполагаемом изобретении.Цьезокерамический материал предлагаемого состава наряду с сохранением высокого значения с(2001 О Кл/Н) характеризуется высокой стабильностью пьезомодуля 65 до боо 5 лее высоких температур 350 С, что на 100 С выше, чем у известногоопьезоматериала. Обратимые изменения пьезомодуля с 35 измеренного в квази 35статическом режиме в диапазоне температур (-60)-(+ЗОО)С, не превышает 5%. Точка Кюри лежит в интервале 335-355 С, диэлектрическая проницаемость 050-1100. Кроме гзго, льезокерамический материал предлагаемого состава характеризуется сравнительно низкими темо пературами спекания т =1060-080 С,СПчто на 100 ниже, е. у известного.Снижение температуры спекания приводит к уменьшению потери РЬО при обжиге, что позволяет производить спекание заготовок без использования дорогостоящей и трудоемкой свинец- содержащей засыпки, Это значительно сникает трудозатраты, экономит химреактивы, высвобокдает рабочих и оборудование, т.е, значительно снижает себестоимость пьезокерамических элементов и упрощает технологический процесс их произ.) ГО 0,16 0,32 0,16 0,15 В 1 3д. 3 1,42 1,38 1,37 1,37 РЬО Остальное 0,69 0)29 0,5 Таблица 2 Известный 220 2,0 355 1180 100 Предлагаемый2 10 240 1,5 1100 350 1080 1050 15 230 1,5 355 1060 1060 345 2,0 200 50 1050 45 Подписное 4 Тираж 639 Заказ 276/35 чилиад П 10 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,. Формула изобретенияПьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬО, ЕгО Т 101, СаО, ВаО, 5 гО и 81203, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения температурной стабильности пьезомодуля дпри сохранении его высокого значения он дополнительно содержит добавку СеО при следующем соотношении компонентов, мас.%:РЬО 66,19-66,32 ЕГО 9 ) 49-19)5211,66-11,69СаО 0,17-0,8ВаО 0,46-0,475 гО О, 15-0, 16В 1 д 03 1,37-1,38) е 02 0,29-0,50Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. ГОСТ 13927-74,2. Авторское свидетельство СССРМ). 218267, кл. Н 01 В 7/02) 1968.