Состав засыпки для спекания сегнетопьезо-электрической керамики

 

опало„., I

; t ени

И.П. Раевский, Л.А. Резниченко, О.И. Hp и Е.Г. Фесенко (72) Авторы изобретения

Ростовский ордена Трудового Красного Зн государственный университет (71) Заявитель (54) СОСТАВ ЗАСЫПКИ ДЛЯ СПЕКАНИЯ

СЕ ГНЕТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕС КОЙ

КЕРАИИКИ

Изобретение относится к техничес.кой физике, преимущественно к технологии производства сегнетопьезоэлек трической керамики и может быть использовано для создания новых высокоэффективных материалов широкого спек"

5 тра действия.

Известны засыпки различных составов (11, используемые при обжиге сегнетопьезокерамики.

Недостатком этих засыпок является либо невозможность снижения при их использовании температуры спекания (Тсв ), при сохранении пьезоэлектрических свойств, либо невозможность сохранения пьезоэлектрического состояния при снижении Тсд материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой является засыпка из AS<0>, применяемая при спекании сегнетопьезокерамики методом горячего прессования (2).

Однако Т > керамики при использовании в качестве А9 0 достаточно высоки (-12000C) ?23 °

Цель изобретения — снижение температуры спекания керамики при сохранении пьезоэлектрических свойств. укаэанная цель достигается тем, что состав засыпки для спекания сегнетопьезоэлектрической керамики, содержащий А6 0, дополнительно содержит FeO или SrCO при следующем соотношении компонентов, масс.Х:

АО<О> 70-90

FeO или SrCOq 10-3О

Проводится сопоставление процессов получения пьезокерамики на основе системы (йа, Li)NbOg с использованием известной (А1д05) и предлагаемой (Al 0 + РеО, Al g0g+S rCOg) засыпки. При этом используется стабилизированная окись алюминия марки,"Злектрокорунд 39А" с размером частиц 100-200 мкм, к которой добавляется 10-30 вес.й порошкообразных эакиси железа или карбоната стронция марки "Ч" той же дисперсности.

Состав засыпок (кол-во Fe0 и

SrC03), вес.7 о 1

Тсп С б Ь 160

Кр

Известный (А3, 0 ) 2. 10, 1. 10"

4,5

120

1130

1!00

0,18

5,9

120

Предлагаемый (А3 О„+F О)

5 10

5 10"

0,19

1030

0,17

1000

Образец растрескался

3 857

Образцы получают методом горячего прессования при давлении 200 кг/см, времени выдержки при Т „ 40 мин.

В таблице представлены электрофизические характеристики образцов системы (Нар L1)ИЫ получаемых методом горячего прессования с использованием известной (A3gOq) и предлагаемых (A 1<01+ FAO, Al 00ф 5rCO) засыпок при температуре спекания.

Значения удельного электрического сопротивленияу получаемых образцов (с электродами как из вожженного при о

750 С серебра, так и из амальгамы индия) определяют при 100 С двухзоно довым методом, плотность d — методом гидростатического взвешивания, диэлек-. трические 5>y/6 > ), пьезоэлектрические (Кр) и упругие (Чр) параметры в соответствии с ГОСТ 12370-72 на поляризованных(при 140 С в поле напряженностью 50 кВ/ом) образцах.

Как видно из таблицы, использование предлагаемых. эасыпок позволяет существенно снизить Тсп сегнетопьезокерамик при сохранении пьезоэлектрических свойств, характерных для дан-1 ного материала.

Положительный эффект (снижение

Т ) достигается качественно-количессо твенным составом используемых засыпок. При введении больших (более

30 вес.Ж) количество FeO или SrCO> в АЗ 0 происходит химическое взаимо. действие между спекаемым материалом и засыпкой, что приводит к образованию поверхностного слоя, по свойствам отличающегося от свойств основной . массы материала. Учитывая неконтролируемость состава и.неопределенность свойств этого слоя необходимо увели" чение объема механической обработки

075 4 изделий, что, в свою очередь, способствует повышению расхода спекаемого материала. Другим негативным явлением, наблюдающимся при введении в

A3@0@ более 30 вес.Ж Fe0 или 53 СО, является взаимодействие засыпки с материалом матрицы пресс-формы, что препятствует образованию образца из пресс-формы по окончании цикла горя10 чего прессования. Образование при повышенных содержаниях ГеО и ЬгСО в А31 01, поверхностного слоя за счет взаимодействий типа материал заготовки-засыпка, засыпка-материал матрицы также способствует появлению в прессуемой заготовке значительных механических напряжений вследствие возможного отличия коэффициентов термического расширения (KTP) материала заготовки и КТР образующегося поверхностного слоя), приводящих к нарушению сплошности (деструкции) изделий.

Все это делает нецелесообразным

25 увеличение содержания вводимых окислов и карбонатов сверх указанных пределов.

Снижение Тс„ материала при использовании предлагаемых засыпок способствует повышению надежности и долговечности технологического инструментания в частности деталей пресс-формы

1 иэ жаропрочных и жаростойких сталей, применяемых в процессе горячего пресЗ5 сования; надежному сохранению полученного уровня свойств за счет стабилизации стехиометрии заданного состава при меньшей возгонке ионов в области пониженных Тсд и уменьшению, щ в связи с этим, брака готовой продукциие /д 10 3, г/см Р, Ом см м/с

857075

Продолжение таблицы

Параметры

Состав засыпок (кол-во Fe0 и

SrC0q), вес.Ж

Тсп* о" 933I6g

<А) O+Srco )

8 10""

4 ° 10+

5. 10

1040

4,5

l3O

0,19

5,7

1000

0,18

0,17. 5,5

980

Образец растрескался

35.

l. Патент США ))! 2990602, кл. 25 1579 )959.

Составитель Н. Фельдман

Редактор В. Еремеева Техреду,Табакович Корректор Н. Стец

Заказ 7178/34 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035 Москва Ж-35 Рауаская наб.д д. 4/5

2.

2.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения

Состав засыпки для спекания сегнетопьезоэлектрической керамики, преимущественно на основе ниобатов щелочных металлов, содержащий

А) 0., отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания керамики при сохранении пьезоэлектрических свойств, он содержит дополнительно FeO или SrCQ при следующем соотношении компонентов, мас. Ж:

К Чц )6 d, r/см P, Ом см и!с

Ю Ф.А 1103 70-.90 щ FeO или SrCO>

10-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Флидлидер Г.М. и Балкевич В.1. ,Труды Московского химико-технологического ин-та им, Д.И. Менделеева, зо 1973, вып. 76, 62-64