Способ получения композиционных пьезоматериалов

(51)5 В 29 С 43/14 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПЪЕЗОМАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится ктехнологии переработки полимерных композиций и может быть использовано в производстве чувствительных пьезоэлементов. Изобретение позволяет повысить пьезомодуль и пьезочувствительность за счет смешения порошков термопласта и пьезокерамики семейства цирконатов - титанатов свинца, термопрессования под давлением 20 - .50 МПа не менее трех раз, охлаждения под давлением и электротермополяризации. 6 ованных при 4мости от объ- фрамики ПКР- (,Дния бзз и 933и 6-кратного с )епень запол 4:0,6 соответнове ПВДФ+ ПКРЗМ различных давлениях , емного содержания ЗМВ табл.2 приведе композиции после 1 прессования (Рдр = 40 нения П ВДФ:П КР-ЗМ ственно).П ри мер 2. Из пропилена (ПП) и п РЬТЮ 3 - РЫгоз (ПК разцы материала пут смеси порошков при при различных давл подвергают электрот тимальных условиях приведены значения б 33 и 933 композиции отпрес в зависи пьезоке ны знач 2,3,4,5 МПд, С равна 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторское бюро "Регистр" Института физики АН АЗССР (72) М,Г. Шахтахтинский, А.И. Мамедов, М.А. Курбанов, Х,А. Садыгов, А.М, Рамазанов, Э,А. Эфендиев, В,Э,Юркевич, С.Н. Мусаева, Э.Д. Джафаров и М.Ф. Азизов(56) Стец Р.Г, и др. Высокоэффективный композиционный пьезоэлектрический материал, Химия и технология материалов для новой техники, - Сборник научных трудов НИИТЭХИМ. М., 1980, с.22-26.Доклады Азербайджанской ССР, т.Х 11, 1987, В 6, с.21-24. Изобретение относится к технологии переработки полимерных композиционных материалов и может быть использовано в производстве пьезоэлементов,Цель изобретения - повышение пьезомодуля.П р и м е р 1. Из смеси порошков поливинилиденфторида (ПВДФ) и пьезокерамики состава РЬТ 103 - РЬЕГО 3 РЬИЬ 2/ЗЕп 1/ 303 - РЬЙЬ 2/ЗМ 91/303 - МПО 2 (ПКРЗМ), содержащего 40,50 и 60 мас.0/ь пьезокерамики, прессуют образцы в течение 5 мин при температуре 473 К и давлении 10,20,30,40,50,70,90 МПа. Затем образцы подвергают электротермообработке при оптимальных условиях поляризации. В табл.1 приведены значения пьезомодуля бзз и пьезочувствительности 933 композиций на оссмеси порошков полиьезокерамики состава Р) изготавливают обем термопрессования температуре 473 К и ениях. Затем образцы ермообработке при опполяризации. В табл.Зпьезокоэффициентов на основе ПП:ПКР,1713821 Таблицам Показатели пьезочувствительности композиции придавлении прессования, НПаг1 о 20 зо 4 о 5 о 7 а2 3 4 Характеристика 90 5 6 7 Содержание наполнителя 40 об,/,дзЗ до цикла прессования, пКл/Н 60 68 79 86 80 65 57 йз после циклапрессования, пКл/Н 76 84 98 109 100 89 75 до цикла прессования, Вм/Н 017 0,2 0,22 0,24 0,18 0,16 0,22 Вз после цикла прессования, Вм/Н 0,26 О 21 0,21 0,24 0,28Содержание наполнителя 0,28 0,3150 об 4 до цикла прессования, пКл/Н 93 78 114 92 106 115 114 132 90 121 112 д после циклапрессования, пКл/Н 108 120 Взз До Цикла пРес сования, Вм/Н, 185 162 130 112 до цикла прессования, Вм/Н Взз после цикла прессования Вм/Н 0,134 0,155 0,180 0,185 0,179 0141 0,128 0,155 0,176 0,22 0,26 0,221 0,15 О,35 55 отпрессованных при различных давлениях однократно 1 до цикл.) и трехкратно (после цикл.).П р и м е р 3. Иэ смеси порошков полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) и пьезокерамики составаРЬ ПОз - Р Ь 2 г 03 - Р ЬЮ 1/гМ 9 1/203 - Р ЬЯЬз/401/403 Яа (П КР "7 М)изготавливают образцы путем термопрессования смеси порошков при температуре 443 К по примеру 1.В табл.4 приведены значения пьезокоэффициентов бзз и дзз композиции на осно,ве ПЭВП + ПКРМ, полученных при различных давлениях прессования однократно до цикл.) и трехкратно(после цикл.).В табл.5 приведена максимальнаястепень увеличения величины пьезомодуля и пьезочувствительности исследуемых композиций, определяемая как бциззйзз и 9 33/933, где ззо и 933 до циклически прессования, бц"зз и дцзз после цикла прессования.5 В табл.6 для сравнения приведены результаты измерения пьезоэлектрических свойств композиции ПВДФ+ ПКР 8, подвергнутой длительному прессованию в течение 20 мин.10 Формула изобретенияСпособ получения композиционныхпьезоматериалов, включающий смешение порошков термопласта и пьезокерамики семейства цирконатов-титанатов свинца, тер мопрессование, охлаждение под давлениеми электротермополяризацию, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения пьезомодуля, термопрессование под давлением 20-50 МПа осуществляют не менее трех раэ. 0,23 0,21 0,17 0,141713821 Таблица 2 Число циклов Ф = 60 об.Ж д зз, пКл/Н ВзВм/Н Т а б л и ц а 3 Показатели пьезочувствительности композиции при давлении прессования МПа Хара ктеристика Содержание наполнителя 40 об,3 Взз до цикла прессования, пКл/Н 48 57 65 56 64 76 60 78 72 1 зз после циклапрессования, пКл/Н 92 80 до цикла прессования, Вм/Н0,22 0,17 0,21 0,25 0,29 . 0,27 0,3 0,34 0,3150 об."ь 0,23 после цикла.прессования, Вм/Н 021 025 029 Содержание наполнителя 1 зз Ао цикла прессования пКл/Н 64 78 9484 97 112 69 81 100 82 й после циклапрессования, пКл/Н 98 104 119 вюз до ц"клапрессования, Вм/Н 0,16 0,2 0,23 0,25 0,23 0,21 0,17 я зз после циклапрессования, Вм/Н 0,21 0,24 0,3 Содержание наполнителяйзз до циклапрессования, пКл/Н 84 70 85 98 102 95 71 Й зз после циклапрессования, пКл/Н 88 112 97 В, до цикла прессоззвания, Вм/Н 0,19 0,174 0,141 В зз послг цикла пргссование, Вм/Н 0,187 0,203 0,23 0,19 0178 0,22 0,25 5 С 55 1 2 3 4 5 6 Ф = 40 об.З Ф = 50 об.Ф 1 ззпКл/Н 0 зз Вм/Н Взз пКл/Н Взз 1 Н1 86 0,24 121 0,23 90 0,25126 0,25 98 0,27 132 0,27 106 0,30 138 0,285 . 109 0,31 138 0,285 108 0,31 137 О, 284 91 99 115 121 0,140 0175 0,2 0,21 130 145 166 185 186 186 0,185 0,19 0,23 0,26 0,26 0,261713821 Таблица Характеристика 20 68 62 46 0 , 12 О , 1 7 О, 2 68 66 68 80 50 65 0,1 0,12 44 45 60 70 . 74 59 71 68 78 86 87 0,1 Таблица 5 зз до цикла прессования, пКл/Н Йпосле циклапрессования, пКл/Н до цикла прессования, Вм/Н после циклапрессования, Вм/Н 1 зз до цикла прессования, пКл/Н й после циклапрессования, пКл/Н яи до цикла прессования, Вм/Н р после циклапрессования, Вм/Н с 1 до цикла прессования, пКл/Н Й , после циклапрессования, пКл/Н до цикла прессования, Вм/Н Изз после цикла прессования, Вм/Н Показатели пьезоцувствительности композиции придавлении прессования, МПа 10 3040 50 70 90 1Содержание наполнителя 40 об. 0,23 0,23 0,21 0,16 0,16 0,23 0,3 0,31 0,28 0,24 0,2Содержание наполнителя 50 об0,18 0,19 0,18 0,15 0,12 0,14 0,19 0,22 0,23 0,21 0,18 0,15Содержание наполнителя 60 об.З 0,13 0,158 0,17 0,16 0,13 0,09 0,13 0,17 0,19 0,19 0,17 0,15 0,121713821 10 Таблица 6 2 3 Составитель А.КондратовРедактор Н.Лазоренко ТехредМ.МоргенталКорректор Т.Малец л,Гагарина, 1 ственно-издательский комбинат ".Патент", г. Уж ои каз 655 ВНИИПИ Г Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5