Пьезоэлектрический керамический материал
OR ИСАНИЕ
ИЗО6РЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскмн
Социалистическин
Республик («939425 (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 18.10.80 (21) 3008777/29-33 (51)М. Кл. с присоединением заявки,%
С 04 В 35/46
9кударотииный комитет
СССР ло делам изобретений и открытий ((23) Приоритет (53) УД К 666. 655 (088.8) Опубликовано 30. 06. 82. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 30 . 06 . 82 (72) Авторы изобретения
С.А.Гриднев, Н.Г,Павлова и И.А.Дронов (7l ) Заявитель
Воронежский политехнический институт ) 4 (4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ
° 1
Изобретение относится к. пьезотехнике и может быть использовано при изготовлении пьезоэлементов для электромеханических преобразователей. различного назначения.
Известен сегнетокерамический материал - титанат калия-висмута (К05 Bi05 )Ti0 со структурой типа перовскита, имеющий высокую точку
Кюри 380 С, однако высокая сегнетожесткость всего материала препятствует получению значительной пьезоактивности и, кроме того, низкие значения диэлектрической проницаемости (Е =180-200, а также крайняя нетехнологичность ограничивает применимость такой керамики 1).
Наиболее близок к предлагаемому материал, представляющий собой твердый раствор титаната свинца и тита" ната висмута-калия состава В105K05T10 (1-0) Ti 0 при значениях х от 30 до 60 мол.3 f2).
Недостатками этого материала являются низкие значения пьезомодулей (ь = (7-8,5j-10 1 кл/н ь (30-40)к10 Кл/Н), малое значение диэлектрической проницаемости (б /Eo = 180-2 0) и высокие температуры обжига в защитной среде (1130-1180 С).
Цель изобретения - повышение пье-. зомодулей 4 „и 4, увеличение диэлектрической проницаемости и сни" жение температуры -обжига.
Для достижения указанной цели сегнетоэлектрический материал, включающий Кр5 В10,5 Т10, дополнительно содержит PbZr0g npv следующем соотношении компонентов, мол.3: .К0,5 В1о,б Т10 8-70
Pbzr03 30"92
Пример. Для получения 100 r материала состава 0,3К(т .5 В10,5 Т10 +
+0,7PbZr0q готовят смесь из следующих окислов и О/глекислой соли калия квалификации "ч", г:
В "2.ОЗ 11 55
Т ОЗ 7,б5 ьо 49,83
ZrO 27,62
К,СО 3,35
После помола и смешивания в указанных пропорциях исходных веществ из полученной шихты готовят брикеты, которые затем обжигают при
800оС 3 ч. Затем брикеты тщательно измельчают в порошок и прессуют изделия заданной формы и величины.
Спрессованные изделия помещают в печь и спекают при 1050оС 2 ч в атмосфере окиси свинца. Охлаждение до комнатной температуры осуществляет.ся в режиме выключенной печи.
Электроды наносят вжиганием серебряной пасты при 800оС в течение
30 мин.
Поляризацию изделий осуществляют в поликсилоксановой жидкости в следующем режиме: изделие с нанесенными электродами нагревают до температуры на 20оС выше точки Кюри, затем прикладывают постоянное электричеств кое поле напряженностью 30 кВ/см и охлаждают до комнатной температуры под полем.
Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках исследованных составов системы: К В 1р 5 Т10 +
+(1-х)PbZrOg приведены в таблице.
939425
Ю сч
С:» сЧ
LA м сЧ
1 М \
Ю м
Ю о о
О сЧ
°1 О
О LA
СО
I мм
М LA
О О о о
LA л
О
I сЧ
« б х - r н о с
Ю
О1
С:» л с:»
0О . 1
С:» л
С» м сч
СЭ л
СО м о о
Ч.» м
Ю
0
Ю
С:» л
CD о
С7» о
»
О1
CV тCD о т
CD б
-Ф л
-4 о б
О1 л
0О
Ю
-1Г б м
О л м (У1
CD л м о
Ю о
CO
СС» сс\ сЧ сч
;з. сЧ м м м м м
СО -ф сл м
Ю л
-0 сЧ сч
I
1 оо
I л с о
1 X
Ф! X
1 а
I Э а о
1 О» о сЧ
1 С о
t—
IC» о
1 СС» ! с»
I
1
1
1
I
1
Ю сО
LA О сЧ М
CD сч Э
I
1
I
1 1
Ф
Щ
Iо о
1
1
1
1!
1
1 Б а
1 I1 Э!
Ф а
1 C
I S
1 Y о
Э з
1 X
C»I
1 Е
ЕЗ. о а
1 . Ф
1 С»Ъ
1
1
I!
1
I
1 1
I 1 I
1 О 1
- r 1 х
I ч-С
1»с» -б- 1
I ЧЭ I
I I
1 1
1 1
1 !
1 i
»б
1 1
1 1
I I
1 1
I О so с!» ао
1 4 СсЧ 1
1 1
1 О 1
I о
1 1
- сЧ
l l
w s а о с.1 о.Сл» . I
»С» 1
1 сс»
Q0 t
l 1! 1
I 1
\ — — — —
1 1
1 !
I I. О о 1
i 0 CD !
CI») сЧ
1 !
CCI
С 1
Ы 1
Л! 1
1 1! 1 о 1 о
1 I л 1
М, t! !— 1
1 1
1 l
1 1
l 1 ! 1 с) I
О 1
» I
N I
С» 1
I С» 1 б- — — —
О О
«О 00
О 1 I о о о л л б.С» ссъ
С» а о ,С,» CD бо о о
Ь о б
LA
° сЧ о м л о м сО сЧ сЧ (, (» л м а. сЧ сО
0O - сЧ .=Г 1 б сЧ о а о с» а м о г о
»
1 1
1
1
1 м
1 сс
1 сЧ о
Ю
1 о! сЧ
1
l
I м м 1
0O. 1 сЧ 1
I
I
0О
М I
1
I
1 о сл м
I
Ю о о
I
CD I о
° 1
° 1
1
I
I
1
1 (39425 ал в преобразователях, работающих в режиме излучения.
Формула изобретения .
Составитель Н.Фельдман
Редактор Л.Пчелинская Техред И. Гайду Корректор 6. Ма карен ко
Заказ 4583/34 Тираж 641 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д . 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 7 9
Как видно из таблицы, большинство исследованных составов имеют высокие значения пьезоэлектрических характеристик dye = (100-200) ° 10 Кл7Н, d < = g2p-5p) -1О " Кл/Н и высокие величины Я = 600-2100. Такое сочетание свойств является благоприятным для применения полученных пьезоматериалов в преобразователях в качестве высокоэФФективных компонентов электронной техники. Материалы с большой величиной Е обычно имеют меньшие уходы параметров при больших механических напряжениях и в сильных. электрических полях.
Пьезоэлектрические параметры и диэлектрическая проницаемость достигает максимальрой величины вблизи границы морфотропного превращения, Наибольший интерес для практического использования. представляет состав 5, находящийся вблизи морфотропной Фазовой границы и имеющий самые высокие значения d>>, d>, Е /Ео, что позволяет применять этот материПьезоэлектрический керамический материал, включающий Ко Big Tip>, 1 о т л и ч а ю щ и и с..я тем, что, 10 . с целью повышения пьезоэлектрических модулей и диэлектрической проницае. мости и снижения температуры обжига, он дополнительно содержит. РЬ7гО при следующем соотношении компонентов, 1S мол. 4:
К р,с; В О, Т10 8-70
Р bZrOg 30 92
Источники инФормации, 4 щ принятые во внимание при экспертизе
1. Известия АН СССР. Сер. Физическая 26, 354, 1962.
2. Смажевская Е.Г., Фельдман Н.Б, Пьезоэлектрическая керамика. "Совет25 ское радио", 1971, с. 34-38.
