Пьезокерамический материал

 

Севоз Савеикмв

Ресиублик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 259276(21) 2 327364/26-21 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетОпубликовано 15.06.79. бюллетень № 22

Дата опубликования описания 1506.79 (5i)M. Кл.

С 04 В 35/46

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 666 . 3, .022.8 (088.8) (72) Авторы

Ю.И.Гольцов, Л.А.Белова, В.П.Черпилло, ИЗОбрЕтЕНИя В.Т.Мальцев и О.И.Прокопало

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени (государственный университет и Ростовский инженерно-строительный институт (5 4 ) ПЬЕЗОКЕРЮЯЧЕСКИЙ МАТЕРИйЛ

Изобретение относится к пьезокер-мическим материалам на основе титаната свинца, которые могут быть использованы для изготовления электромеханических преобразователей различ5 ного назначения, в частности датчиков механических напряжений и давлений и генераторов электрических импульсов.

Известен пьезокерамический материал для изготовления датчиков механических напряжений и давлений и пьезоэлементов - источников электрических импульсов на основе титаната свинца и модифицирующих добавок — окислов металлов В1й О, ZnO, КЬл О, Т10а, повышающих пьезоэлектрические харак.тЕристики и улучшающих спекание

PbTiOg (1) . Однако температура обжига пьезокерамики, как и других материалов на основе PhTi0, высокая и составляет 1300оС.

Целью изобретения является снижение температуры обжига до значений, при которых обжиг материала на основе

PbTiO можно проводить в воздушной среде без изменения стехиометрии состава, а пьезоэлектрические характеристики при этом сохраняются достаточ- З но высокими.

Поставленная цель достигается тем, что материал на основе PbTi03 содержит добавку легкоплавкого свинецсодержащего оксидного стекла в количестве

2,5-5 вес.Ф, причем стекло содержит, вес.Ъ: либо РЬО 79-82, S10 13 — 16, Т10

1-.Ç, V,0 1-З, либо РЬО 60-65,; ЯеОе 17-19, Вд О .

11 — 13, Т10р 3,5-6, . Vg05 1,5-3.

Пьезокерамический материал получают смешиванием основного материала PbT10> и оксидного стекла, предварительно измельченных до прохождения через сито 10 000 отв/см, или операции измельчения и смешивания проводят совместно. Титанат свинца гоговят по обычной керамической технологии путем обжига смеси окислов

PbO и Т10д при 850 С в течение 3-5 ч, перемешивания продукта реакции и повторного обжига при 950 С в течение 3-5 ч. Стекла получают сплавлением окислов РвО, SiOg (илн Вл Оз, 6eOg ), TiO, Ча 0 марки ч.д.а. при

1000-1100 С в течение 30-60 мин с последующей закалкой на воздухе.

Для исследования свойств пьезокерамическрго материала были изготовлены образцы трех составов. Из сме667530

Продолжение табл. 1

Ко

17

11,6 т1О, 2,6 2,6 2,6 5,0

2,4 2,4

5 2,5

2,4 2,5

2,5 2,5

Стекло

РЬТ1О

97 5 97,5 97,5

Я102,8,5.10

2,5 10

230

37 18,1

32 11,6

34 12,0

47 16,1

ЦНИИПИ Заказ 3378/20 Тираж 701 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сей со. стеклами прессовали образцы в виде дисков диаметрам 12 мм н тол. щиной 2-3 мм. Обжиг образцов проводили в камерной электрической печи прн 1000-1050 С в атмосфере воздуха.

Подъем температуры н печи осуществлялся со скоростью 200-250 град/ч, охлаждение — co скоростью 80

120 град/ч. Полученные диски шлифовали до толщины 1 мм. Для проведения электрофизических измерений наносили платиновые электроды методом катоц ного напыления в вакууме.

Составы стекол, использованных в опытах, приведены в табл.1.

Т а б л и ц а 1

0к1 80,1 80,1 63,4

26

14,9 14,9 14,9

Предлагаемый пьезоматериал позволяет снизить температуру обжига при и э гот овл енин пь е з оэл емент ов, отказаться от применения специальных эасыпок, предотвращающих улетучивание окиси свинца из изделий, и от применения специальных герметиэирующих контейнеров, что упрощает технологию получения пьеэокерамических материалов . Пьезоэлектрические характеристики материала достаточно высокие.

Формула изобретения

Пьезокерамический материал, содержащий титанат свинца и добавку, о т л и" ч а ю шийся тем, что, с целью снижения температуры обжига н упрощения технологии при сохранении пьеВ табл. 2 приведены свойства изготовленных пьеэоматериалов. эоэлектрических характеристик, в качестве добавки в количестве 2,.5—

5 вес.Ъ использовано стекло следующе=о состава, вес.Ъ:

РЬО 79 = 82

Я102 13 — 16 т1О 1 — 3

V O 1 — 3 илн

РЬО 60 — 65 (3 еО2 17 — 19 в,о> 11 — 13 т102 3,5 — 6 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3526597, кл. 252-62.9, 1970.