Способ получения металлопокрытий на керамике

 

Использование: получение токопроводящих поверхностных слоев на пьезокерамике. Сущность изобретения: керамику ЦТС выдерживают при 800-850°С в течение 30- 40 мин в атмосфере СО или в засыпке угля до образования сплошного покрытия -электрода . 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 04 В 41/88

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720105/33 (22) 19.07.89 (46) 30.05.93. Бюл. hh 20 (71) Ростовский государственный университет (72) П.В.Ким, Т.Г.Лупейко, Л.А.Соловьев, Л.М,Лобас и Л.А.Каримова (56) Заявка Японии М 59/156981, кл. С 04 В 14/41, 1984.

Изобретение относится к области получения металлопокрытий на керамике и может быть использовано при изготовлении пьезоэлементов на основе ЦТС.

Целью изобретения является получение сплошного покрытия-электрода на керамике цирконата-титаната свинца.

Цель достигается тем, что в способе получения металлопокрытий на керамике путем ее нагрева и выдержки в восстановительной атмосфере, выдержку ведут при

800-850 С s течение 30-40 мин в атмосфере

СО или в засыпке угля.

В предлагаемом случае образующийся в процессе восстановления слой, выполняет роль электрода, обеспечивая поляризацию пьезокерамики с электрофизическими свойствами, отвечающими требованиям технических условий (ТУ). Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет получить электрод достаточно однородный по всей поверхности и с плотным прилеганием на пьезокерамике

ЦТС без использования дорогостоящего металлического покрытия.

Ниже приведены примеры осуществления способа. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ НА КЕРАМИКЕ (57) Использование: получение токопроводящих поверхностных слоев на пьезокерамике. Сущность изобретения: керамику ЦТС выдерживают при 800 — 850 С в течение 30—

40 мин в атмосфере СО или в засыпке угля до образования сплошного покрытия — электрода. 1 табл.

Отработка режима восстановления керамики ЦТС-83 Г состава Б

РЬ0,975Со0,01 В а0,018 г0,005210,52Т!0,4803+1,4 мас. В!20з+ 0,3 мас. Ое02 углем.

Пример 1а, Берут таблетку керамики

ЦТС-83 Г диаметром в 10 мм и толщиной 1 мм, помещают в печь и выдерживают при

t = 850 С в течение 40 мин в присутствии засыпки из угля. Охлаждение до комнатной температуры ведут в той же восстановитель- . О ной среде.

Аналогично проводят восстановление образцов при

16) t=750 С, Т=40мин.; 6д

1e) t=800 С, Т=40 мин.; ЬЭ

1г) t = 830 С, Т = 40 мин.; бд

1д) t=870 С, Т 40 мин.;

1е) t=850 С,. Т=25 мин„

1ж) t = 850 С, Т - 30 мин.;

1з) t=850 С, Т 45 мин.

Все восстановленные образцы после механического удаления токопроводящего . слоя с образующих поверхностей дисков поляризуют в силиконовом масле при 110 С и напряжении в 4 к8/мм, затем измеряют их электрофизические свойства. Результаты сведены в таблицу.

1818323:

Пример 2. Получение электродов в атмосфере оксида углерода И, Берут таблетку керамики ЦТС-83 Г диаметром 10 мм и толщиной.1 мм, помещают в печь и выдерживают при 850 С в атмосфере оксида углерода I! в течение 40 мин. Все последующие операции аналогичны описанным в примере 1.

Испытания.

Проводятизмерения и расчет ряда электрофизических характеристик: — емкость С и тангенс угла диэлектрических потерь tg а измеряют на низкой частоте на установке ЦИЕМ тип Е 8-4; — резонансные fr, антирезонансные 4 частоты, обертон fo> — на электронно-счетном частотомере типа Ч 3-34; — диэлектрическую проницаемость я определяют расчетным путем по данным измерения емкости по формуле; и 11,3 С. h

Ео

Со — статическая электроемкость образцавПФ;

h — толщина образца см;

S> —. площадь поверхности электрода, Коэффициент электромеханической связи Кр определялся по формуле:

К = 1+ (1 — fl)

1 +

0 — коэффициент Пуассона;

y — наименьший положительный корень частотного уравнения

fo> — обертон, Гц;

f — резонансная частота, Гц;

fa — антирезонансная частота, Гц.

По ГОСТам 12970-80 из таблицы, зная

Р, находим о, и далее- . Результаты сведены в таблицу.

Для сравнения в таблице приведены характеристики пьезокерамики ЦТС-83 Г с се40 мени 30-40 мин, Формула изобретения

Способ получения металлопокрытий на керамике путем ее нагрева и выдержки в восстановительной атмосфере, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения сплошного покрытия — электрода на керамике цирконата-титаната свинца, выдержку ведут при температуре 800-850 С в течение 30-40 мин в атмосфере СО или в засыпке угля. ребряными электродами, соответствующие

ТУ и полученные вжиганием серебра (1).

Для получения электродов по методу вжигания серебряной пасты берут таблетку

5 керамики ЦТС-83 Г диаметром 10 мм и толщиной 1 мм, покрывают пастой, содержащей оксид или карбонат серебра. После высушивания при 100-200 С образец про-. каливают при 600 С до полного восстанов10 ления серебра.

Как видно из таблицы, пьезоматериалы с электрофизическими характеристиками, . удовлетворяющими требованиям технических условий пьезоматериала ЦТС-83 Г, пол15 учены с использованием процессов восстановления в присутствии засыпки из угля при температурах 800 С, 830 С, 850 С и времени восстановления 30 — 40 минут, Аналогичные результаты получены При восстановлении образцов в атмосфере оксида углерода П, При температуре восстановления выше

870 С образцы приобретают высокую проводимость. При температурах ниже 800 С проводимость поверхностного слоя образца недостаточна для выполнения роли электрода.

Уменьшение времени восстановления до 25 минут при оптимальной температуре

30 850 С приводит лишь к частичному образованию токопроводящего слоя. При увеличении времени восстановления до 45 минут образец не удается наполяризовать из-за высокой проводимости.

35 Таким образом, лучшие результаты восстановления получены при 800 — 850 С и вре1818323

Электро-Физические характеристики пьезоматериала ЦТС-83 Г т тк<к> E» S< о саЧ к

Электро-фиэ.св"вa пьеэоматериал

1 Образцы ЦТС-83 Г с серебряными электродами согласно ТУ

615 1200+250 0,025 не менее не более

0,35 не менее

Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в засыпке угля при 850 С,40 мин

Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в засыпке угля при 750"С,40 мин.

0,41

0,0126

1360

630

Поверхностный слой не обладает достаточной проиэводимостью

4 Образцы ЦТС-83 Г, socстановленные в засыпке угля при 800 С,40 мин

0,42

1396

О, 0122

5 Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в засыпке угля при 830 С,40мин

0,0128

0,41

1360

6 Образцы ЦТС-83 Г, вос" становленные в засыпке угля при 870"С, 40 мин

Образец не поляризуется из-за высоко" проводимости

7 Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в засыпке угля при 850 С, 25 мин

Поверхностный слой не обладает достаточной проводимостью

8 Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в засыпке угля при 850 С,30 мин

0,41

1400

О, 0113

9 Образд Цтс-83 Г, socстановленные в засыпке угля при 850 С, 45 мин

Образцы не поляризуются из-эа высокой проводимости

1О Образцы ЦТС-83 Г, восстановленные в атмосфе- ре углерода 11 при 850 С, 40 мин

0,43

1400

630

О, 0132

11 Образец ЦТС-83 Г с серебряными электродами, нанесенными методом вжигания пасты

625 1360

0,41

О, 0122

Составитель Л.Лабас

Техред М,Моргентал

Г

Корректор С,Лисина

Редактор

Заказ 1925 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101