Способ изготовления пьезоэлектри-ческого керамического материала
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВКДИТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалист ичвскик
Республик
<щ 833838 (61) Дополнительное к авт. свид-ву рцм. к. (22) Заявлено 261079 (21) 2834663/29-33 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 30.0.5.81. Бюллетень 89 20
С 04 В, 35/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666. 655 (088 ° 8) Дата опубликования описания 300581 (72) Авторы изобретения
M.A.Óãðþìoâà и Н.Г.Гарбуз (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относится к разработке и изготовлению пьезокерамических материалов и может быть использовано при изготовлении низкочастотных электроакустических преобразователей (в телефонах, микрофонах), в отклоняющих системах (лазерная техника, автоматика), в низкочастотных акусти-. ческих преобразователях, работающих в жидкой среде и т.д.
Известны способы изготовления пьезокерамических материалов на основе твердых растворов PbT 0з - РЬЕг0зРЬ(2п„. Мь )0к путем смешивания исходйых компонентов в стехиометрическом соотношении и синтеза твердого раствора при 950 С.
Наиболее близок к предлагаемому способ изготовления пьезокерамического материала системы твердых раст- 2(} варов РЬ(т о,.Zr,) (Z,, Nbq») „(М,, > и МЬЦ )о . 0 ЙУтем смешиваниЯ компонентов, прессования брекетов, синтеза твердого раствора при 930-970 С в течение 30-60 мин, измельчения, формования пьезокерамических заготовок и их горячего прессования при
1170-1200оС
Недостатком известных способов изготовления пьезокерамнческих мате- 30 риалов является большой брак при получении тонких элементов в связи с недостаточной механической прочностью и высокой пористостью материала.
Повышение механической прочности, уменьшение брака необходимо при изготовлении тонких элементов, например биморфных, где используется керамика. толщиной 40-200 мк. В таких тонких слоях необходима плотная, беспористая керамика С высокой прочностью на изгиб. При этом кераикка должна обладать высокими электрофизическими свойствами.
В случае получения плотной беспористой керамики с высокой механической прочностью улучшается механическая обработка (шлифовка} керамики, повышается поляризационная способность и, следовательно, сниЖается процент брака.
Цель изобретения - повышение механической прочности пьеэокерамического материала и уменьшение брака.
Поставленная цель достигается тем, что прн изготовлении пьезоэлектрическо" го керамического материала на основе
P b (T 1озу 2 гор ) (2 п, (з и ь4з)о.и и 1ь N ba/s )op Оу путем смешивания комнонентав шихты, 833838
Порис- тость, %
Пьезомо- Темпе- (Иэг дуль ратура Н/м
Кюри
gг
Кл/м (T„), Объемный вес,Н/м э
Диэлектрическая проницаемость, E.
Состав материала
Содержание . Сод
Pb(T i„, Zr ) (Zb
270 8900 7,95 1,9
270 9000 7,95 1,9
270 8950 7,95 1,9
1 .. 3900
0,7 3950
0,5 3950
379
385
99,3
382
99,5
Pb0
Т i op
wo% в о> аког а горячее прессование температуре 1140-1160
39-47
9-11
1-3
4-6
39-41, Формула изобретения проводят при
С.
Составитель М.угрюмова
Редактор Л.Пчелинская Техред А. Бабинец Корректор М.Коста
Заказ 3925/33 Тираж 660 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д: 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 брикетирования, синтеза при 930970оС в течение 0,5-1 ч, измельчения, формирования заготовок и их горячего прессования в шихту вводят 0,5 -1:. стекла следующего состава:
PbO 39-47 5 т102 9-11
wo3 1-3
В!дО, 4-6
5 io23 39-41, а горячее прессование проводят при
1140-1160 С.
Пример. Смешивают компо-: ненты шихты, мол.%: P bo 100; Т i og 35;
Zr0g 21; Zno 4,7; Nb 05 29,4 М iÎ 10 в вибромельнице, сепарируют, прессу- 15 ют брикеты и синтезируют при 930970 С 0,5-1 ч. Синтезированные бриПроверка предлагаемого способа изготовления пьезоэлектрического материала подтвердила повышение механической прочности на Изгиб до
9000 Н/м, что на 36% выше по сравнению с материалом-прототипом без добавки стекла (6500 Н/м ), общая по- 40 ристость уменьшается на 30%, т.е. до введения стекла она составляет
2,7%, после введения стекла — 1,9%, что способствует уменьшению брака.
Способ изготовления пьезоэлектрического керамического материала на основе @д5 го (Zb Nb> > ))о 4 (N i > )o О3 кеты измельчают и к полученному порошку в количестве 100 г добавляют стекло, содержащее, г: Pbo 0,322;
Т Од 0,075; W09 0,015; В!г03 О ° 038
S i 02 0,3, тщательно смешивают, синтезируют брикеты при 900-910 С, измельчают и прессуют полуфабрикаты требуемой формы, которые обжигают при 1140-1160 С методом горячего прессования.
Объемный вес, пористость, диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики материала определяют на изделиях диаметром 12, толщиной
2 мм, механическую прочность на изгиб — на образцах прямоугольной формы размером 60 7 7 мм.
Полученные данные сведены в таблице. путем смешивания компонентов шихты, брикетирования, синтеза при температуре 930-970 С в течение 0,5-1 ч, измельчения, формования заготовок и их горячего прессования, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения механической прочности материала и уменьшения брака, в шихту вводят 0,5-1% стекла следующе-. го состава:
