Антисегнетоэлектрический керамический материал

 

Изобретение относится к материалам, обладающим под действием постоянного электрического поля фазовым переходом из антисегнетоэлектрического состояния в сегнетоэлектрическое, сопровождающимся деформацией материала, и может быть использовано в электронной микромеханике. Для увеличения относительной деформации и снижения напряженности критического электрического поля антисегнетоэлектрический керамический материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: PBO 61,437 - 61,486

ZRO<SB POS="POST">2</SB> 16,778 - 17,153

SNO<SB POS="POST">2</SB> 15,237 - 15,667

TIO<SB POS="POST">2</SB> 4,210 - 4,214

LA<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> 1,908 - 1,910. Полученный по обычной керамической технологии (температура спекания 1280°С, 2 ч) материал имеет следующие характеристики: максимальная относительная деформация при 20°С (1,9 - 2,0)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-3</SP>

напряженность критического электрического поля при 20°С (1,0 - 1,2) кВ/см. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1) 1 С 04 В 3.5/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4349430/23-33 (22) 25. 12.87 (46) 15, 12.89. Вюл. Р 46 (71) Ленинградский технологический институт им, Ленсовета (72) Л.В.Козловский, Т.Д.Морозова, В.И.Москалев и A. ° Скрипченко (53) 666.638 (088.8) (56) Заявка Японии У 60-54268, кл. С 04 В 35/46, 1985.

Berlincourt D. IEEE.Trans. on Sonics and Ultrasonics vol -13. Р 4, october 1966, р.р. 116-127. (54) АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к материалам, обладающим под действием постоянного электрического поля фазовым переходом иэ антисегнетоэлектрическоИзобретение относится к материалам, обладающим под действием постоянного электрического поля фаэовым переходом из антисегнетоэлектрического состояния (АСЭ) в сегнетоэлектрическое (СЭ), сопровождающимся деформацией материала, и может быть использовано в электронной микромеханике.

Цель изобретения — увеличение относительной деформации и снижение напряженности критического электрического поля.

Под напряженностью критического электрического поля понимается такая напряженность, при которой образец материала начинает деформироваться.

„„SU„„1528767 А1 го состояния в сегнетоэлектрическое, сопророждающимся деформацией материала, и может быть использовано н электронной микромеханике. Для увеличения относительной деформации и снижения напряженности критического электрического поля антисегнетоэлектрический керамический материал содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: РЬО 61,437-61,486;

Хг0 16,778-17,153; SnOg 15,23715,667; Т 0q 4,210-4,214; 1а, 0> 1,9081,910. Полученный по обычной керамической технологии (температура спекания 1280 С, 2 ч) материал имеет слео, дующие характеристики: максимальная о относительная деформация при 20 С (1,9-2,0) 10 ; напряженность критик ческого электрического поля при 20 С (1,0-1,2) кВ/см. 2 табл.

Образцы изготавливают путем реакЬР ции в "âåðäîé фазе смеси оксидов в заданном соотношении. 3

II р и м е р. Изготовление материала Pb о, q /а р о QI анТ, Sn

В качестве исходных компонентов используют: PbO марки ч.P, ° а.; la Оэ марки ч.; Zr0< марки ч.; TiOq марки ч.д.а; Sn0< марки ч.

Для изготовления 100 г материала берут следующие навески, г: PbO

61,468; 1з,)С 1,909; lrO> 16,967; TiO>

4,213; SnO, 15,443.

Синтез проводят при 1000 С с выдержкой 2 ч. Синтезированный мат риал рас: iрают в агатовой ступке в средp! 5;?87h7 мация: мо< Кс о

1

3 м«кС таблица 1

Ге<стан> ма<:,Х

) а<09 ZrO

H«g)e«< «ерамического материала

Химическая <)«<рм<р«

L9 о, о< («r î «< 3 r <, «Sn. к., 101 о, «)<)) к)0)

040 < (<1,486

«1. )(<8 (1, 37

,1 223

1,910 I, 909

1, 908

1,901

17, 153

16,967

16,778

15,101

4,2!4

4,213

4,2!О

4, 197

15,237

15,443

15,667

17,578

9<

))1 о.9<

)) о 9< о 94

М-1

М-2

М-3

IIpотn<ии э ) )«)овогc) < )l)(p га и из пор<в((к() прессуют образцы диаме гром 10 мм и толщи<) ной 1 мм. Образцы JIG êëþò при 1280 С в течение 2 ч. Как синтез, так и спекание образцов проводят в rep»< r)(чески закрьггых г)(глях в атмосфере паров оксида свинца, создаваемой брикетами из цирконата свинца, которые помещая)т в тигель вме< те с образцами. 10

Потери окс)!да свинца в образцах и открытая пористость практически отсутствует.

Измерения S II L=-кр выполи е)(ы

3Мо<ко на специальной установке, собранной 15 из выпускаемых промышленностью и прошедших государственную проверку приборов: источника постоянного напряжения ВС=22, киловольтметра С 196 с погрешностью измерения напряжения 20

+1,0% и стойки с головной измерительной пружиной типа 01 ИГПВ с пределом допускаемой погрешности 0,1 мкм.

Измеряют абсолютную деформацию керамического образца диска (!7<10 мм, толщиной 1 мм7, а затем по абсолютной деформации рассчитывают относительную деформацию. Диск ставят на плато стойки в металлическую коробку, ко- 30 торую заливают жидким диэлектриком— кремнийорганической жидкостью Продукт †", или "Калория-2", чтобы уменьшить вероятность пробоя. На образец сверху с гавят металлический цилиндрик для подведения электрического напряжения, на цилиндрик ставят диск из злектроизоляционного материР ала, в который упирается шток измерительной головки. При подаче постаян- 40 ного ).<ектрического поля на образец

<и изменяет свой размер и иэмериrc<)Ia<) головка показывает это (цена де.)ения 0,1 мкм), OlНоСИтЕЛЬНая дЕфариацня:

1о

)1аксимальная относительная дефоргде 1, — какая-то тол)цина образца при подаче на него некоторого электрического поля;

1 — максимальная толщина . мс< к с образца.

В табл . 1 приведены составы материала, в табл. 2 — электрофизические харакгеристики материала.

Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я

Лн гисегнетозлектрический керамический материал для преобразователей электрического поля в деформацию> включаю)()ий РЬ! ., ZrO>, Sr)O, Т О ) и

LH

<ледующем соотношении, мас.X:

PhO 61,437-61,486 (г01 1b,778-17,153

Sr)Oо 15,237-15,667

ТiO 4, 210-4, 214

1д ) - ъ 1, 908-1, 910

1528767

Таблица 2

Материал

Свойства

М-1 М-2 М-3

Прототип

Максимальная относительная деформация при

20Сх 10

Критическое электрическое поле при 20 С, кВ/см

1,0

1,9

1,9 2,0

10,0

1,2

1,2 1,0

Составитель Л.Косяченко

Техред Л.Олийнык Корр е кт ор В . Кабацнй

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 7613/22

Тираж 591

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101,