Способ изготовления высокоплотной пьезоэлектрической керамики
О П И C A Н И Е (629196
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистичесэа
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заивлево23.05.77 (21) 2487964/29-33 (5() М. Кл
С 04 В 35/00 с нрисоедииением заявки М
{23) Приоритет—
Гфеударстьен«ый «еи«тет
©щ«та yes @
««деми «еебРете«к« и открыт«й (43) Оаубликовано 25.10.78Яюллетень №39 (53) УДК666.655 (OS8.8) (45) Дата опубликовании описаиия11.09.78 (72) Авторы изобретении
Е. Г, Фесенко, А, H. Knea и В. H. Завья
Ростовский ордена Трудовог р государственный университе т (73) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПЛОТ НОЙ
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ
Изобретение относится к области технологии изготовления пьезоэлектрической керамики.
Известно применение горячего прессования для изготовления высоконлотных керамических изделий (1) . Однако для изготовления больших наделяй испольаование горячего прессования аагруднено иа-за относительно невысокой механической прочности заготовок в процессе горячего прессования.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ изготовления высокоплотной керамики путем формоваиия заготовок и их горячего прессования, при котором к заготовке по мере повышения температуры прикладываюг постепенно увеличивающееся давление и по достижении максимальной температуры выдерживают при максимальном давлении, и охлаждения (Ц.
Однако указанный способ не позволяет получить крупногабаритные блоки (например призмы 100х100хЗОмм или цилиндры диаметром 120 мм и высотой 30 мм) беэ трещин с высокой плотностью.
Это объясняется тем, что, во - первых„ вследствие малой механической прочности ааготовки в начальный момент ее
5 разогрева и неравномерного распределения окружающей засыпки, при приложении давления до перевода заготовки в пластическое состояние она легко расгрескивается и проникающие в трещины
<е частицы засыпки нарушают ее однородность н монолитность; во — вторых, изза неравномерного разогрева крупногабаритной заготовки переход в пластическое состояние происходит неравномерно по объему, что приводит к неоднородной кристаллизации.
Белью предлагаемого способа изготовления высокоплотной пьезоэлектрической керамики является исключение;расгрескивания крупногабаритных заготовок н обеспечение однородной кристаллизации по всему их объему.
Для этого в способе изготовления высокоплогной керамики путем формования
629196
8,1
8,1
1500
3800
2500
0,34
0,04
0,42
50
2 ° 10
Величина начального давлении, н/м (Р1)
2 10
2.10
1-107
1° . 107
950
ЭОО
900
Температура спекания, С (Т2) °
1180
1150
1000 заготовок, нагрева при давлении с выдержкой при температуре спекания и охлаждения, нагрев ведут с дополнительной иэотермической выдержкой при температуре, на 100-200 С превышающей 5 температуру перехода заготовки в пластичное состояние, в течение 2-3 ч, причем, через 1-1,5 ч. после начала выдержки прикладывают начальное постоянное давление и через 2-3 ч после начала i0 выдержки при температуре спекания иовышаюг давление до максимального значения, При етом начальное давление составaaer1-2 ° 10 и)м>, максимальное - 1- 15
2 10 н/ми, длительность выдержки при максимальном давлении 5-10 ч, а нагрев и охлаждение ведут со скоростью не более 100 град/час.
Предлагаемый способ осуществляют 20 следующим образом. Вначале температуру заготовки повышают со скоростью не более 1 00 град/час. При температуре (Т.пл.) на 100 - 200k выше температуры перевода заготовки в пластическое 25 состояние делают выдержку в течение
2-3 ч.. Температуру перевода заготовки
Плотность (/ ), г/см
Диэлектрическая проницаемость () Диэлектрические потери ( Предел прочности на растяжением . 10 бн/м Р Величина максимального давления, н/м, (Р ) Температура изотермической выдержки, С (Т ) в пластическое состояние определяют по. кривой усадки для данного материала, после 1-1,5 ч выдержки к заготовке прикладывают начальное давление (P ), равное (1- 2) ° 10 нlмй, После 2-3 ч, выдержки температуру заготовки повышают со скоростью не более 100 град/час до температуры спекания (Т.сн), при атом давление поддерживают постоянным и равным (1-2) ° 106„/мй Спустя 2-3 ч после достижения температуры спекания увеличивают давление до максимального (1-2) ° 10 н/м. При максимальной температуре и максимальном давлении выдерживают 5-10 ч. По окончании выдержки давление снимают и охлаждение ведут со скоростью не более 100 град/час. Полученные таким образом крупногабаритные блоки отличаются высокой плотностью и не имеют трещин. Предлагаемый способ может быть осуществлен в известных устройствах для горячего прессования: пьезокерамики. В таблице приведены конкретные режимы изготовления высокоплотной пьезоэлектрической керамики данным способом и некоторые ее свойства, 629196 Составитель H. Фельдман Редактор А. Морозова Техред 3, фанта Корректор В, Сердюк. Заказ 6009/23 Тираж 751 Подписное IlHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула иэобре гения 1. Способ изготовления высокоплотной пьезоэлектрической керамики путем формования заготовок, нагрева при давлении с выдержкой при температуре спекания и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью исключения расгрескивания крупногабаритных заготовок и обеспечения однородной кристаллизации по всему их объему, нагрев ведут с дополнительной иэотермической выдержкой при температуре, на 100-200 С превышаюшей температуру перехода заготовки в пластичное состояние, в течение 2-3 ч, причем, через 1-1,5 ч. после начала выдержки прикладываюг начальное давление и через 2-3 ч. после начала выдержки при температуре спекания повышают давление до максимального значения. 2. Способ по и. 1, î r л и ч а юш и и с я тем, что начальное давление составляет 1-2;10 и/ми, максимальное6 1-2;10 н/м, длительность выдержки прн максимальном давлении 5-10 ч,а нагрев и охлаждение ведут со скоростью не более 100 град/час. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Самсонов Г. В., Ковальченко М. С. Горячее прессование, Государственное издательство технической литературы, УССР, 1962. 2. Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. М., «Энергия., 1976, 
