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.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА | 2003 |
|
RU2259973C2 |
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ | 2005 |
|
RU2288902C1 |
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ | 2016 |
|
RU2624473C1 |
Пьезоэлектрический керамический материал | 1977 |
|
SU652144A1 |
Высокочастотный пьезоэлектрический керамический материал на основе титаната-цирконата свинца | 2021 |
|
RU2764404C1 |
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ | 2010 |
|
RU2440954C2 |
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ | 2000 |
|
RU2185351C2 |
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОИСТЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУР | 2013 |
|
RU2552509C2 |
ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ | 2012 |
|
RU2514353C1 |
Сегнетоэлектрический материал | 2022 |
|
RU2786939C1 |
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.
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.
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Пьезоэлектрический керамический материал | 1977 |
|
SU652145A1 |
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
Авторы
Даты
1995-11-10—Публикация
1992-09-23—Подача