Пьезоэлектрический керамический материал

 

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам , которые предназначены для изготовления пьезоэлементов для вибропреобразователей специального назначения , работающих при температуре до 500°С, и могут найти применение в приборостроении, акустике, ультразвуковой и фильтровой технике. Изобретение направлено на повышение коэффициента механической добротности при сохранении высокой пьезоактивностИо Это достигается за счет того, что пьезоэлектрический керамический материал содержит компоненты при следующем соотношении, маСо%: Мэ зО 1,11-1,12; В,0э 75,40-75,63; TiO, 22,99-23,05; , 0,20-0,50. Пьезоэлектрический керамический материал отличается повьшенным значением механической добротности Йд,2800- 4350 в сочетании с высокими значениями пьезомодуля d33 (до 23-10 Кл/Н) и высокой его температурной стабильностью ( id 33/d 35 О от - 2,5 до +15%) в интервале 20-300°С„ 2 табл. § (Л

СтТ;.1,Х;" Р ф СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

М= - - — л РЕСПУБЛИН (бц 4 С 04 В 35/46 Г

@Pl .t ; э

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ц З.

)7 ИЙЩТ, -..-.

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4097079/31-33 (22) 30,07,86 (46) 23,04.88. Вюл, 15 (72) Д.А.Шитца, В.И,Ривкин, И.С.Борисова, Э.Ж.Фрейденфельд, В.В.Кочетыгов и З.П.Новикова (53) 666,655 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1т"- 1044621, кл. С 04 В 35/46, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1154247, кл. С 04 В 35/46, 1985. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам, которые предназначены для изготовления пьезоэлементов для вибро- преобразователей специального назначения, работавших при температуре

„„SU„„1390223 А1 до 500 С, и могут найти применение в приборостроении, акустике, ультразвуковой и фильтровой технике. Изобретение направлено на повышение коэффициента механической добротности при сохранении высокой пьезоактивности. Это достигается за счет того, что пьезоэлектрический керамический

Х материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.Ж: NazO

1,11 — 1,12; BizO 75,40-75,63; TiOz

22,99-23,05; Сг 0 > 0,20-0,50. Пьезоэлектрический керамический материал отличается повышенным значением механической добротности 6м =28004350 в сочетании с высокими значения-fI ми пьезомодуля d z (до 23 .10 Кл/Н) и высокой его температурной стабильностью (hd з /д х 100= от — 2,5 До

+15K) в интервале 20-500О r.. 2 табл. C

1390223

Таблица 1 одержание компонентов, мас.Х, в составе

Компоненты

l 1 звестный 2 3 4

1,12 1,116 l, l l

1,12

l 19-l,20

Na 0

71,50-72,04

75,63 75,55 75 482 75 40

В1 0з

23,05 23,03 23,004 22,99

24,52-24,70

0,24-0,32

1,40-1,90

0,42-0,57

Т10

0,20 0,30 0,398 0 50

Сг О

РЬО

Изобретение относится к высоко;температурным материалам для пьеэотехники и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей, работающих в широ5 ком интервале температур.

Цель изобретения — повышение коэффициента механической добротности при сохранении высокой пьезоактивности. 10

Для изготовления пьезоэлектрической керамики используют сырье в виде карбоната Na и оксидов Bi Оа, ТiО, Сr О . Смешивание и измелъчение всех компонентов проводят в яшмо- 15 вом барабане в среде изопропилового спирта в течение 12 ч, Шликер высушивается при 120 С, Из шихты делают брикеты, синтез которых осуществляют при 860 С с 2-часовой выдержкой. 20

Синтезированные брикеты дробят в яшмовой ступке, затем измельчают в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта. Из высушенной шнхты прессуют диски диаметром 12 мм, 25 толщиной 1,5 мм. В качестве связки используют 3%-ный водный раствор поливинилового спирта. Образцы спекают при 1080 С в течение 2 ч в засыпо ке из обожженного оксида циркония.

Спеченные образцы шлифуют до толщи ны 1 мм. Серебряные электроды наносят методом вжигания. Поляризацию образцов осуществляют в полисилоксановой жидкости при 180 С н напряжении 50-70 кВ/см.

Составы и свойства полученного материала представлены в табл,1 и 2, Формула и з о б р е т е н и я

Пьезоэлектрический керамический материал, включающий В1 0, Т10, Ма О и Сг Оз, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения коэффициента механической добротности при сохранении высокой пьезоактивности, он содержит указанные компоненты при следующем количественном соотношении, мас.X:

Bi 0 75,40-75,63

TiO 22,99-23,05

Иа <О 1,11-1,12

Сг О 0,20-0,50

390223

Таблица 2

Свойства

Известный 1 2 3 4

Температура спекания, С

1080 1080 1080 1080

Диэлектрическая проницаемость, Я, /Е, 157

140 135

140

110

Диэлектрические потери

tg d

0,22-0,40

0,52

0 95

1,22 2,1

3,22 2,69

Пьезомодуль Кл/Н d 10

3,60

3,28

4 зз 10 20 22

23 19 17

Механическая добротностью,„

1660-2600

2100 3430 4350 2800

7-14

+10

+15

+13 +1,7-2,5

Составитель Л.Косяченко

ТехРед М Дидык

Корректор О.Кравцова Редактор Н.Яцола

Подписное

Тираж 594

Заказ 1734/27

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. р д, г Ужго од ул. Проектная, 4

Обратимые потери d >> во втором и последующих циклах в интервале

20-500 С,Х

Показатели свойств состава

1 1 1 !