Сегнетоэлектрический керамический материал

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ . (63) Дополнительное к авт. синд-ву (22) Заявлено 190779 (2() 2799710/29-33 (51) М. Кл. с присоединением заявки NP— (23) ПриоритетС 04 В 35/00

Государствеииый комитет

СССР яо делам изобретений и отквнтий

Опубликовано 150881. Бюллетень No 30

Дата от(убликования описания 1 508,81 (53) УДК 666.655 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

И.П.Раевский, Л.A.Ðåçíè÷åíêî, О.k.Ïðîêîïàëî, --.---—

E.Г.Фесенко и A.Í.Êàëèòâàíñêéé

Ростовский ордена Трудового Красного Энамени государственный университет (1() Заявитель (54) СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к технической физике, преимущественно к технологии производства сегнетоке рамических (СК) материалов, и может быть использовано для создания новых высокоэффективных сегнетоэлементов, применяемых в термоэлектрических преобразователях.

Подобного рода элементы должны обладать высокими значениями удельного сопротивления (py) и отношения

Емакс/E камн (где Е макс электрической пронйцаемости в точке

Кюри, Ек и — значение диэлектрической пройицаемости при комнатной температуре). Кроме этого, они должны быть технологическими в условиях промышленного производства (иметь. низкие температуры спекания (T „ ), небольшой средний размер зерна (D), высокую плотность (Q).. Комплекс перечисленных свойств позволяет трансформировать тепловую энергию в электрическую, используя свойство изме-нения диэлектрической проницаемости от температуры. с

По сочетанию параметров известными перспективными для указанной области применения являются материалы на основе фтористых соединений и титаната бария (1).

Указанные материалы имеют высокие температуры спекания (1300-1600 С) и крупнозернисты (D)20 мкм).

Но при этом сегнетоэлектрические свойства в значительной мере подавляются. Отношение Е,„С1кс /Е комн снижается до величины 1.

Наиболее близким к предлагаемому является материал на основе титаната бария, полученный методом горячего прессования (ГП) (2).

Недостатком данного материала яв ляется отсутствие резко выраженного максимума в точке Кюри, относительно высокая температура спекания.

Цель изобретения — снижение температуры спекания и коэрцитивного поля, 2 повьиаение отношения диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при комнатной температуре при сохранении высоких значений электрического сопротивления и плотности и небольших средних размеров зерен.

Поставленная цель достигается тем, что сегнетокерамический материал, из готовленный горячим прессованием, ЗО содержащий ВаО, т10я.,В О, А1 0 з при

854915

Е

Макс Д D

Ъ

Р г/см мкм

Состав, мол.Ъ

Сао

E ком ом .cM

ВаО

-ъ

491649160440221021070300051001 75 901 52,51p

48,78 48,78 0,63 0,32 1,49 1060 3200 7000 2,18 5,85

48,38 48,38 0,84 0,42 1,98 1050 3550 7100 2,0 5,80 1,5-2 5 10Ià

47,60 47,60 1,25 0,62 2,93 . 1000 2550 3600 1,41 5,90 1,5-2,5

46,80 46,80 1,66

42 45,40 45,40 2,39 1,20 5,61

900 „1250 1450 1,16 5,50 1,5-2,5,50

Формула изобретения

Сегнетоэлектрический керамический материал изготовленный горячим прессованием, содержащий ВаО и Т10, следующем соотношении компонентов, мол.Ъ:

ВаО 45,40+49,16

TiO< 45,40+49,16

СаО О, 44+2, 39

В О 0,22+1 20

А1 О 1,02+5,Ы

Полученный материал представляет собой синтезированный порошок BaTiO+, в который перед ГП вводят 1,689,2 мол.Ъ стекла состава, мол.Ъ

СаО 25,88; А1рО 13,29; В ОЗ 60,83.

Получение предлагаемого материала осуществляют следующим образом. .Порошок ВаТ10 получают пиролизом при 950 С титанилоксалата бария марки ХЧ. Стекло — сплавленнем навесок

СаО, А1 0, В Оз (которые предвариНа фиг.1 приведены температурные зависимости Е некоторых составов; на фиг.2 — петли диэлектрического гистерезиса (цифры у кривых соответствуют номерам составов, казанных в таблице).

Из данных таблицы видно, что предлагаемые материалы имеют по сравнению с известным более высокое отношение диэлектрической: проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при T« „(E макс/Екс,, „) при сохранении высоких р„,й и йизких D.

Оптимальным является интервал концентраций вводимого стекла1,68-4,8 мол.Ъ что соответствует введению, мол.%:

СаО 0,44-1,25;. В<О> 0,22-0,621 А1 09

1,02-2,93 в BaTjO> (BaO+TiO ) . тельно перемешивают 0,5 ч в фарфоровой ступке) в течение 1 ч при 1100 С в фарфоровом тигле. После этого стекло выливают на стальную плиту и затем тщательно измельчают ° Полученный порошок стекла добавляют к порошку

BaTiO9 в количествах 1,68-9,2 мол.%, далее смесь перемешивают 1,5 ч в фарфоровых ступках. ГП полученного порошка проводят в течение 40 мин при давлении 400 кг/см . Т „ подбирают ) по кривьви усадки. (Плотность образцов определяют гидростатическим взвешиванием. Температурные зависимости Е определяют на частоте 1 кГц с помощью моста Е8-2).

15 Полученные результаты представлены в таблице. отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания и коэрцитивного поля, повышения отношения диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при комнатной температуре при сохранении высоких значений удельного электрического сопротивления и плотности и небольших

45 средних размеров зерен, он дополнительно содержит СаО, В О. А1 О при следующем соотношении компонентову мол ° %4

ВаО 45,40-49,16

Т10 45 40-49,16

СаО 0,44-2,39

В10з 0,22-1,20

А1 0 1,02-5,61

Источники информации, $5 принятые во внимание при экспертизе

1. Cables et transmission, 1966, 20, 9 2, р.125-134.

2. Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. Энергия, 1976, с.191.

854915 го

Р 104кл см

Составитель Н.Фельдман

Редактор М.Дылын Техред М. Коштура Корректор О.Билак

Эаказ 6803/32 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раувская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4