Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1983 года по МПК C04B35/453 C04B35/475 C04B35/495 

Иэобре.тенйе относится к высокотемпературным материалам цля пьезотехники я может быть использовано аля созаа ния электромеханичесхих преобразовате лей, работакхщих в широком интервале5

температур. .

Извес,тна высокотемпературная пьезокерамика на основе 6i 2 - добавками l .

Недостатком указанной группы мате- 10 риалов являются большие диэлектоичес- кие потери (tg5 О,О1-0,О29),что затрудняет их высокочасготное использование.

Известен пьезоэлектрический карами- . , ческий материал на основе Na , 5Л5 с добавкой стекла. 2 .

Недостатком данной керамика являются низкие значения пьезомоауля d 3 не превьшакяцего 171О Кл/Н, а также сложная технология изготовления, 20 содержащая дополнительные технологические операцни-плавку и измельчение стекла.

Цель изобретения - повышение пьезомодуля

Указанная цель достигается тем, что 25 пьезоэлектрический керамический материал, содержащий N070 , nTiOj, дополнительно содержитNb 5 F следующем соотношении компонентов, мас.%:

,10-1,1230

.74.66-75,55 ,76-23,03

,30-1,48

Для изготовления пьезоэлект рической керамики используют сырье в вице кар- - боната а СО и оксидов .. Смешивание и измельчение компонентов проводят в яшмовом барабане в среце изопропилового спирта в течение 12 ч. ликер высушивается. Из шихты цела- Q ют брикеты, синтез которых осушествляют прт 850 С с 2-часовой выдержкой. интезированные брикеты дробят в фа| форовой ступке, затем измельчают в яшмовом барабане в среде изопропило- , вого спирта. Из высушенной шихты прессутот диски диаметром 12 мм, толщиной 1,5 мм. В качестве связки используют 3%-ный водный раствор поливиниового спирта. Образцы спекают при„ 1070 С в течение 2 ч в засыпке из обожженного оксида циркония. Спеченные образцы шлифуют до толщины 1 мм. еребряные электроды наносят методом жигания. Поляризацию образцов осуществляют в полисилоксановсй жидкости ри 180 С и напряженности 70 кВ/см.

Предлагаемый пьезоэлектрический ерамический материал в результате

модифицирования оксидом нирбия повышает значение пьезомодуля с1зз ДО (18-21У( х10- Кл/Н.

Повышение пьезоактивностн и температурной стабильности пьезоэлектрических свойств позволит повысить точность и надежность работы пьезоэлементов, исполь зуемь1х до , а также расширтть область их применения.

Пример. Состав керам ки, мас.%: NqzO 1,12; 75,55; TiO 23,03; Nb20j-O,3O.

Керамику изготавливают по описанной технологии. Материал имеет следующие характеристики:

Плртностьр, г/см7,О1

Диэлектрическая проницаемостьДиэлектрические потери tg S О,ОО48

Пьезомодуль с)зз

10 Кл/Н18,0

Максимальный уход

пьезомодуля А- в ,

интержале 2О-550°С

от значения -при 2О С,% 10

Пример 2 . Состав керами- ки, мас.%: 1,11; 81203 75,ОЗ; TiO, 22,87; НЬгОу 0,99.

Керамику изготавливают по описанной технологии. Материал имеет следу1Ошие характеристики:

J

Плотность р , г/см

7,06

Диэлектрическая прсни- цаемость з Т/Ео

160

Диэлектрические потери tg о

0,0038

Пbeзoмoдyльd-)з ,

.-12

10

Кл/Н 21,0

Максимальный уход

пьезомодуля с зз в интервале 20-500С от значения при . Пример 3 . Состав ке ки, мас.%: 1ДО; 8i, TiO 22,76;Nb205l.48.

Керамику изготавливают по ной технологии. Материал имееющие характеристики:

Плотность р , г/см

Диэлектрическая прсдакца- емость бзз /€о

Диэлектрические потери

Пьезомодул ь cJ j, 10 Кл/Н

Максимальный уход пьезомодуля зз в интервале 20-500С от значения при ,%

Оптимальная ксжцентрация добавки 1,01,5 мас.% Nbjfly (примеры 3 и 4). Эти составы могут быть использованы ао 500 С, так как характеризуются не только высокими значениями пьезомоау , но и вьюокой его температурной стабильностью: обратимые изменения пьезомоауля в рабочем интервале температур ниже 10%, нео6ратт 1ые изменения отсутствуют. Материал предназначен для

изготовления пьезоэлементов для вибро преобразователей специального назначв ния, работающих до 5ОО С. Испальзова ние материала приведет к повышению чувствительности аппаратуры, расширению диапазона измерения, повышению их точ ности и надежности. Кроме того, материал может найти применение в приборостроении, акустике, ультразвуковой н фильтровой технике.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий 02 , о тличающий с я тем, что, с целью повышения пьезо модуля дополнительно содержит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Na,01,10-1,12, , 74,66-75,55 ,76-23,03 btOg0,30-1,48