Способ изготовления пьезоэлектрической керамики

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Сециалистическик

Республик

< и 985009 (61) Дополнительное к авт. саид-вуf$g) + gg з

C 04 В 35/49 (22) Заявлено 060479 (21) 2750455/29-33 с присоединением заявки No(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УЙК ббб. 655 (088. 8) Опубликовано 301282, Бюллетень М 48.Дата опубликования описания 04,01. 83

О.В. Абрамов, Ч.В. Копецкий, В.Г. Погосов, фИ Дзнеладзе, Л.Н. Петров, Ю.Т. Бандурин, С.И. Пугачев и р.С. СараЪайская... (72) Авторы изобретения

Институт физики твердого тела AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

КЕРАМИКИ

Изобретение относится к получению пьезоэлектрического керамического материала и может быть использовано при изготовлении элементов в электронной промышленности.

Известен способ изготовления пьезокерамики, включающий синтез твердого раствора необходимого состава, смешивание порошка пьезомассы с органическим связывающим веществом (ОСВ), оформпение полуфабриката методом одноосного прессования, спекание, механическую обработку, нанесение электродов и поляризацию $1)

Недостатком этого способа является низкий уровень электрофизических и механических свойств пьезокерамики, который закладывается в основном при оформлении полуфабриката методом одноосного прессования.

Известен также способ изготовле-. ния электрооптической керамики, оформление полуфабриката в котором проводится методом изостатического прессования до давления 3600 атм без использования органических связ ующих P2g .

Однако изготовленный таким способом пьезокерамический материал на основе цирконата-титаната свинца не обладает достаточно высоким уров. нем электрофизических и механических свойств.

Цель изобретения — улучшение электрофизических и механических свойств пьезокерамики на основе цирконататитаната свинца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления пьезокерамики путем формирован;я заготовок методом нзостатического; прессования и их спекания формирбвание ведут при давлении 4000-5000 атм.

Повьааение уровня электрофизических и механических свойств достигается эа счет повышения плотности спеченных образцов пьезокерамики равномерного распределения плотности по образцу и,отсутствия в керамике продуктов разложения органических связующих. При этом интервал давлений выбран из следующих соображений давление ниже 4000 атм не обеспечивает получения высоких электрофизических и механических свойств пьезо. керамики, а выше 5000 атм приводит к разрушению образца при спекании или поляризации.

Пример. Порошок пьезокерами. ки на основе цирконата-титаната

985009 свинца, несодержащий органических. связующих, помещают в герметичную эластичную форму из тонкой резины и затем подвергают холодному изостатическому прессованию. Полученный полуфабрикат, имеющий размеры

$40%160 мм разрезают на диски толСвойства

170 Образцы при поляризации разрушаются

175

150

0,69

1,4

0,75

400

320

180

2,2

2,1

2,0

99

95!

Из табл. 1 видно, что по мере роста давления до 4000 атм увеличиваются электрофизические и механические свойства пьезокерамики. Увеличение давления от 4000 до 5000 атм не приводит к росту электрифизических и механических свойств. Дальнейшее увеличение давления до 6000 атм не позволяет заполяризовать спеченный образец.

Т а б л и ц а 2 °

Одноосное прессование

Свойства

Пьезокерамика ЦТБС-3

Пьеэомодуль, 31

158

162

175

180

1,2

1,0

0,73

0,69

190

240

320

400

Пьеэокерамика ЦТС-19

Пьезомодуль, Э„10", к/н

100

105

115

120

3,5

2,5

2,1

2,0

<2

Пьезомодуль, d ° 10, к/н

Тангенс угла диэлектрических потерь,t(b 10

Максимальная прочность на растяжение, б Р кг/см

Размер зерна, 3, мкм

Относительная плотность, Тангенс угла диэлектрических потерь, <С3 102

Максимальная прочность на растяжение, 6, кг/см

Тангенс угла диэлектрических потерь, tgS 10 щиной 16 мм, которые затем спекают, наносят электроды и поляризуют.

В табл. 1 приводятся результаты исследования электрофизических и

5 механических свойств пьезокерамики ЦТБС-3.

Таблиц а 1

В табл. 2 приводятся сравнительные результаты исследований электро-; физических и механических свойств пьезокерамик ЦТБС-3, ЦТС-19 и ЦТС-23, оформленных в полуфабрикат одноосным прессованием порошка пьезомассы, содержащего ОСВ, и изостатическим прессованием при давлениях

3600, 4000 и 5000 атм.

985009

Продолжение табл. 2

Одноосное прессование

Свойства

Максимальная прочность на растяжение, 6р, кг/см

430

400

320

190

Пьезокерамика ЦТС-23

105

120

115

100

0,45

0,48

0,7

0,25

Максимальная прочность на растяжение, 6, кг/см2

400

380

300

200

Г

Таким образом, использование предлагаемого способа получения пьезокерамики по сравнению с известным обеспечивает улучшение электрофизических и механических свойств пьезокерамики.

Формула изобретения

Способ изготовления пьезоэлектрической керамики путем формования заготовок методом изостатического

Составитель В.. Погосов

Техред З.Палий Корректор Н Буряк

Редактор Н. Кешеля

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 10077/30

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пьеэомодуль, д,„. 10, к/н (2

Тангенс46 гла диэлектрических потерь, 4g S . 102

Изостатическое прессование при давлении, атм прессования и их спекания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения электрофизических и механических свойств пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца, формование ведут при давлении 40005000 атм.

36

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глозман А, Пьезокерамика., N., "Энергия", 1972, с. 233-265.

2. Заявка ФРГ Р 2311232, опублик.

35 1974.