Пьезоэлектрический керамический материал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11975672(23) Приоритет С 04 В 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 2311.82. Бюллетень М 943 Дата опубликования описания 23.11.82 О.П,Крамаров, Ю.А.Вусевкер, Л.В.джения, Б.П.Морданов и А.И.Сокалло(72) Авторыизобретения 71) Заявитель Трудового Красного Знамвенный университет остовский ор госуд4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙИАТЕРИАЛ 2 Сго 03 й 10 СаВ 14 Т 14 0,1 0 1-0 3 0,1-0,2 Остальн О 25 таната вис температур жащий в ка (Ст 10 э) идуюцем соомас.: Изобретение относится к пьезотехнике, а именно к составу пьезоэлектрических керамических материалов,и может быть использовано для пьезоэлектрических преобразователей, работаюШих в широком интервале темпера-тур 20-800 о С,Известен ряд высокотемпературныхпьезокерамических материалов на основе титаната висмута В 14 Т 1 О. Этипьезокерамические материалы характеризуются высокой стабильностью пьезоэлектрического модуля с 1 З (обратимыеизменения Йз не превышают 15) в широком диапазоне температур 200600 оС 11 и Г 23Однако рабочие температуры такихпьезокерамических материалов не пре- .вышают 600 оС и ограничены температурой Кюри титаната висмута, котораяравна 670 оС.Известен пьезокерамический материал на основе сегнетозлектрика тимута кальция Сч В 4114.01% сой Кюри Т= 790 оС., содерчестве добавки оксид хромаоксид никеля (М 10) при слетношении компонентов,Этот материал характеризуется высокой устойчивостью пьезомодуля Й (обратимые изменения Йзне превЫ- шают 15) в диапазоне температур 20 650 оС ( 31Недостатком этого пьезоматериала является резкое возрастание обратимых и необратимых изменений пьезойодуля Й 3 до значений более 50 при температуре выше 650 С.Наиболее близким к изобретению является сегнетоэлектрик титанатниобат висмута В 1 Т 111 ЬОь со слоистой перовскитоподобной структурой, те 1- пература Кюри которого равна 915 С, содержаций компоненты в следунх 1 их количества, мас.: В 1 Р 5 76,66, Т 10 о. 8,76ИЬ О 14,58Образцы известного состава (табица) характеризуется следуюцими лектрофизическими параметрами: отосительная диэлектрическая прониаемость т / со = 100, тангенс углаВ 1 О марки "гяа" ГОСТ 10216-62ТЬр. марки "Конденсат" СТУ ИЬ О марки "осг" 7-3 ТУ 6-09- ЗМ-4047-75Сг Оъ марки "г" МРТУ 6 с 9 9250-67Исходные вешества смешивают вмокром виде и иэ полученной шихты диэлектрических потерь Гд - 0,01 41.Недостатками известного пьезоматериала являются сравнительно низкое значение пьезомодуля доз, равное 3 10-Кл/Н, и нестабильность пьеэо модуля 09 к воздействию температуры выше 500 С. Обратимые изменения пьезомодуля 69 в диапазоне температур 20-800 РС составляют более 50, а необ. ратимые - выше 20. 10Целью изобретения является увелинение пьеэомодуля Ви улучшение его стабильности к воздействию температур до 8000 С.Поставленная цель достигается 15тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе В 1 Т 1 ИЬО дополнительно содержит добавку 0,17- 0,50 мас.ф Сг ОзПри этом состав материала в пересчете на оксиды лежит в следуюцих пределах, мас.Ъ: В 1 О 76,28-76,53Т 10 а 8,72-8,75ИЬ 2,ОБ 14,50-14,55 25Сг О 0,17-0,52. ЬОбразцы из предлагаемого материала готовятся.по обычной керамической технологии путем двухкратного обжига. В качестве исходных компонентов используют следуюшие вешества; прессуют брикеты. Брикеты подвергаютобжигу при 820 С в течение 2 ч, затем тШательно измельчают в порошок,после чего в качестве связки добавляют небольшое количество поливинилового спирта и прессуют заготовки заданной формы. Спрессованные иэделияспекают при 11000 С в течение 1 чСкорость подъема температуры 200300 град/ч. Электроды наносят методом вжигания платиновой пасты при1000 в течение 15 мин. Поляризациюпьезоэлементов осуцествляют в полисилоксановой жидкости при 200 С втечение 30 мин в постоянном поле на-.пряженностью 25-35 кВ/см. Данные о пьезоэлектрических параметрах и их стабильности к войдействию температуры и давления предлагаемого материала приведены в таблице.Пьезакерамический материал предлагаемого состава имеет пьезомодульй = 8-;1010 л Кл/Н, что в 2-3 разаваде, чем у чистого В 1 ТЮЬО, и характеризуется высокой стабильностьюпьезоэлектрического модуля Й до800 фС, что на 300 С выше, чего рабочие температуры чистого В 1 вТ 1 МЬО 9,Необходимые изменения пьезомодуляс 1 в диапазоне температур 20-800 Сне превышают 5, а обратимые 15.Таким образом, предлагаемый состав пьезокерамического материала вуказанных пределах составлякших компонентов обеспечивает надежную работу пьеэопреобразователей в диапазонетемператур 20-800 С при величинепьезомодуля с 1 З= 8 10-фКл/Н (рабочиетемпературы всех известных пьезокерамических материалов),(4 1Ь 1 о1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 з В бо о44к о ф 4Я Ю Ос Оо ор с 4ОХ 6 сО ОХХ ееоо ххич 1 ХХН1 166 аф еооЦ4 Ь 6 О а х оо х ео о х хф1 1975672,Составитель Н.фельдманТехред Т.фанта Корректор Г Реетник Редактор.Л.Лукач Заказ 8922/37 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб,; д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретенияПьезоэлектрический керамический материал на основе Вь Т 1 ИЬ 09, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью увеличения пьезомодуля Й 3 и улучшения его стабильности к воздействию температур до 800 С, он допол,нительно содержит добавку 0,17- 0,50 мас.Ъ Св, 0.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лвторское свидетЕльство СССР9497267; кл. С 04 В 35/00, 1975. 2. Лвторское свидетельство СССР Р 597659, кл. С 04 В 35/00, 1978.5 3. Лвторское свидетельство СССР8789458, кл. С 04 В 35/00, 1979.4. Известия ЛН СССР, сер. "Неорганические материалы", т. 4, вып. 5, 1 О 1968, с. 760 (прототип).