ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК C04B35/472 C04B35/491 

Описание патента на изобретение RU2047585C1

Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике, в частности для механо-электрических зарядных устройств, в телефонии и т.п.

Известен пьезоэлектрический материал [1] на основе цирконата-титаната свинца с добавками оксидов висмута, вольфрама и двухвалентного элемента при следующем соотношении компонентов, мол. твердые растворы цирконата-титаната свинца основа, окись вольфрама в количестве 0,3-3,5, трехокись висмута в количестве 0,25-5,0 и окись одного из двухвалентных элементов (Sr, Ca, Zn, Ba) в количестве 1,0-10.

Недостатком указанного материала являются сравнительно высокие диэлектрические потери tg δ до 0,03.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является пьезоэлектрический керамический материал [2] на основе цирконата-титаната свинца с добавками оксидов висмута, вольфрама и четырехвалентного элемента из группы: титан, цирконий, олово, германий, церий при следующем соотношении компонентов, мол. оксид висмута 0,98-1,00; оксид вольфрама 0,32-0,68; оксид четырехвалентного элемента 0,50-1,00; цирконат-титанат свинца или цирконат-титанат свинца с замещением свинца стронцием и/или барием в количестве 0,5-15 ат. остальное.

Недостатком указанного материала являются недостаточно высокие значения диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической связи и пьезомодуля d31.

Для получения пьезоэлектрического керамического материала с повышенными значениями диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической связи и пьезомодуля d31, в цирконат-титанат свинца с замещением свинца стронцием в количестве 0,5-15 ат. и с добавками в количестве (мол.): оксида висмута 0,98-1,00; оксида вольфрама 0,33-0,66; оксида олова 0,50-1,00; дополнительно вводят оксид сурьмы 0,30-1,50.

Отличительным признаком заявляемого изобретения является дополнительное введение оксида сурьмы в количестве, мол. 0,30-1,50.

П р и м е р 1. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол. Bi2O3 0,99 WO3 0,50 SnO2 0,99 Sb2O3 0,30 (Pb0,94Sr0,06)(Zr0,53Ti0,47)O3 97,22
Для приготовления ≈ 1кг материала указанного состава готовят шихту, состоящую из оксидов и карбонатов исходных металлов в следующих количествах, г: Bi2O3 11,55; WO3 2,90; SnO2 3,77; Sb2O3 2,19; PbCO3 615,41; SrCO3 21,70; ZrO2 159,97; TiO2 92,00. Смесь исходных компонентов подвергают дальнейшему смешению и помолу в шаровой или вибромельнице. Полученную шихту обжигают при (1000 ± 50)оС в течение (3,0 ± 0,5) ч. Прокаленный продукт измельчают в шаровой или вибромельнице в порошок с удельной поверхностью 0,40-0,55 м2/г, добавляют в качестве связки водный раствор поливинилового спирта и прессуют заготовки, например, в виде дисков диаметром 10 ± 1 или 23 ± 1 мм и толщиной 3,0 ± 0,5 мм при давлении 1,0-1,5 т/см2. Спрессованные заготовки помещают на керамические подложки из оксида циркония (или алюминия), затем в никелевый или алундовый короб. Закрытый короб с заготовками помещают в печь. Образцы спекают при температуре (1200 ± 40)оС в течение 2-3 ч. Спеченные образцы шлифуют до толщины (1,0 ± 0,1) мм, затем наносят на них электроды путем вжигания серебряной пасты при (700-800)оС в течение 0,3-0,5 ч. Поляризацию изделий проводят в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 в постоянном электрическом поле напряженностью 3-4 кВ/мм при (100 ± 10)оС в течение (1+ 0,2) ч.

Аналогично получены пьезоэлектрические керамические материалы, представленные примерами 2-15. Состав этих материалов приведен в таблице. В этой же таблице приведены электрофизические свойства полученных материалов, измеренные по стандартным методикам.

Как видно из таблицы, введение добавки оксида сурьмы количестве (мол.) 0,30-1,50 ведет к повышению диэлектрической проницаемости 2100-3000 (у прототипа 1220-1900), коэффициента электромеханической связи 0,56-0,70 (у прототипа 0,56-0,62), и пьезомодуля d31 150-235 (у прототипа 125-163).

Из таблицы видно также, что уменьшение или увеличение количества добавок висмута, вольфрама, олова и сурьмы относительно предложенного приводит к ухудшению пьезоэлектрических характеристик керамики.

Похожие патенты RU2047585C1

название год авторы номер документа
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 2003
  • Смотраков В.Г.
  • Еремкин В.В.
  • Цихоцкий Е.С.
RU2259973C2
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2005
  • Мирошников Петр Васильевич
  • Сегалла Андрей Генрихович
  • Сафронов Алексей Яковлевич
  • Никифоров Виктор Георгиевич
  • Чернов Владимир Александрович
RU2288902C1
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2016
  • Дмитриенко Алексей Геннадиевич
  • Гришин Алексей Александрович
  • Андреев Валерий Георгиевич
  • Меньшова Светлана Борисовна
  • Белаков Евгений Юрьевич
RU2624473C1
Пьезоэлектрический керамический материал 1977
  • Дидковская Ольга Степановна
  • Савенкова Галина Ефимовна
  • Звоник Валентина Акимовна
  • Швец Зинаида Иосифовна
  • Люшенко Валентина Сергеевна
  • Селикова Нелля Ивановна
  • Климов Всеволод Валентинович
SU652144A1
Высокочастотный пьезоэлектрический керамический материал на основе титаната-цирконата свинца 2021
  • Андрюшин Константин Петрович
  • Андрюшина Инна Николаевна
  • Глазунова Екатерина Викторовна
  • Дудкина Светлана Ивановна
  • Мойса Максим Олегович
  • Вербенко Илья Александрович
  • Резниченко Лариса Андреевна
RU2764404C1
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2010
  • Резниченко Лариса Андреевна
  • Разумовская Ольга Николаевна
  • Андрюшин Константин Петрович
  • Вербенко Илья Александрович
  • Андрюшина Инна Николаевна
  • Миллер Александр Иванович
RU2440954C2
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2000
  • Вусевкер Ю.А.
  • Панич А.Е.
  • Левицкий Ю.Е.
  • Вусевкер В.Ю.
  • Файнридер Д.Э.
  • Дерезин В.Н.
RU2185351C2
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР 2013
  • Нестеров Алексей Анатольевич
  • Панич Анатолий Евгеньевич
  • Панич Александр Анатольевич
  • Панич Евгений Анатольевич
  • Мараховский Михаил Александрович
RU2552509C2
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2012
  • Мирошников Пётр Васильевич
  • Добрынин Данила Андреевич
  • Нерсесов Сергей Суренович
  • Сегалла Андрей Генрихович
  • Соловьев Максим Анатольевич
  • Ходько Ольга Николаевна
RU2514353C1
Сегнетоэлектрический материал 2022
  • Шут Виктор Николаевич
RU2786939C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 047 585 C1

Реферат патента 1995 года ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к материалам, применяемым в радиотехнике, в частности в телефонии для изготовления микрофонов и в медицине для изготовления ингаляторов и т. п. Сущность изобретения: пьезоэлектрический керамический материал содержит, мол. оксид висмута 0,98 1,00; оксид вольфрама 0,33 - 0,66; оксид олова 0,50 1,00; оксид сурьмы 0,30 1,50; цирконат-титанат свинца, с содержанием цирконата свинца 53 ± 1 мол. с замещением свинца на стронций в количестве 0,5 15 ат. - остальное. Изобретение позволяет повысить пьезомодуль d31, диэлектрическую проницаемость и коэффициент электромеханической связи. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 047 585 C1

1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе цирконата-титаната свинца с замещением свинца стронцием в количестве 0,5 15 ат. с добавками оксидов висмута, вольфрама и олова, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид сурьмы при следующем соотношении компонентов, мол.

Оксид висмута 0,98 1,00
Оксид вольфрама 0,33 0,66
Оксид олова 0,5 1,0
Оксид сурьмы 0,3 1,5
Указанный цирконат-титанат свинца Остальное
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что цирконат-титанат свинца содержит (53 ± 1)мол. цирконата свинца.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2047585C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Пьезоэлектрический керамический материал 1977
  • Дидковская Ольга Степановна
  • Звоник Валентина Акимовна
  • Селикова Нелля Ивановна
  • Климов Всеволод Валентинович
SU652145A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 047 585 C1

Авторы

Савенкова Галина Ефимовна[Ua]

Люшенко Валентина Сергеевна[Ua]

Дидковская Ольга Степановна[Ua]

Климов Всеволод Валентинович[Ua]

Голубенко Анатолий Владимирович[Ua]

Даты

1995-11-10Публикация

1992-09-23Подача