Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1984 года по МПК C04B35/491 

Изобретение относится к пьезЪтех нике и может быть использовано для создания высокочастотных преобразователей, работающих в условиях повы шенной температуры, в частности для дефектоскопов с рабочими температур ми до 350°С. Известны пьезокерамические материалы на основе слоистого титаната висмута, используекоае в пьеэопреобразователях при повьхценных температурах, имеющие хс рошуюстабильность пьезоэлектрических параметров. Однако укаэаннью материалы имеют недостаточно высокие значения пьезо модуля а5з- 20-23) X 10 2кл/н и не могут успешно применяться в датчика дефектоскопов. Наиболее близким к предлагаемому является керамический материал 23 на рснове титаната висмута . модифицированный WO: и NbjOj при ел . дующем соотношении компонентов, вес.%: , 75,04-79,22 Ti02 19,3-20,38 WO-}1,02-4,7 .,99 Этот материал имеет стабильный пьезомодуль (уход d- - lO-lA%) до 640С, но значение его не превышает 3 20-10 2кл/Н. Целью изобретения является увеличение пьезоэлектрического модуля при сохранении его температурной стабиль ности Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий BiTij/ O-}, дополнительно содержит PbTiOj ,PbZrOj PbW4(;j Cd jjO-} при следуквдем соотноше-г Н11И компонентов, мол.%: 58,25-62,25 PbTiOa 19,25-20,75 PbZrO 15,00-20,00 В1Т1„цОз 2-2,50 PbW,,,Cd,,203 Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО. И&лпература синтеза , продолжительность 10 ч. Спекание Ьбразцов производится методом горячего прессования по следующему режиму: температура 10501150 С, давление 19,6 МПа, время вы-, держки 40 мин. Поляризация образцов производится в полисллоксановой жидкости ПЭС-5 при 180°С в течение 45 мин в.поле напряженностью 4,6-5,0 МВ.м с последующим охлаждением под полем до . Измерение электрофизических паргметров проводится через 24 ч пос- ле поляризации в соответствии с ГОСТ 12370-72. В табл. 1 приведены характериотики предлагаемого состава и прототипа. Т а б л и ц а 1 35-4220 d X 10 442-456650-655 Ухрд 9-1710-14 Ud, % -200-f3SO-200+640 280-320175-185 Примечание. Предлагаемая система имеет состав, мол. %: PbTiO 58,5-62,25, PbZrO 19, 5-20, 7,, 15-20, PbWjijCd ijO 2-2,5. Изве зтная истема 2j имеет состав, вес.%: 75,04-79,22/ TiOa 19,3-20,38; з 1,02-4,7, 0,4-0,99. Электрофизические характеристики сследованных составов приведены в аблице 2.

гч

Id tr s ч о

0

ЕЙ

о п

о

ш

о Ы

о

«

О 1-1 П чг

чг М

N

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий , о тличаюцийс я тем, что, с целью увеличения пье.эоэлектрического модуля при сохранении его температурной стабильности, он дополнительно содержит PBTiC bZrO, и , при следующем соотношении компонентов, мол.%: PbTiO, 58,25-62,25 PbZrO 19,25-20,75 В1Т1,цО,15,00т20,00 PbWjijCd ijOj 2,00-2,50

Г4 in

1Л

г to

« in

чг ч

м

Р «П

Ч «e

ОГООгЧОООО OS 00 еО о (

t in VO М

Н (-ЧгЧ ( гЧ

о о о о о. о о о

О« 1Л , f-4 СЧ «П 1Л Ш in 00 m

in

о -о «Or о 1Л о о

г 00 г- СИ . вч №. in «П еч N en ri f« м i

( ЧГ .in Ю Расширение интервала концентраций PbTiOj , В1ТЛл(уОд или PbWy ведет или к заметному снижению величины пьезомбдуля или/и к резкому сни жению его стабильности,например у составов 4 и 5 иэ таблицы которых содержание РЬТЮ и выкодит за пределы,предлагаемого интерBAn&f наблюдается резкое ухудшение стабильности пьезомодуля; d,j , наряду с заметным снижением его величины у состава 5. уменьшение содержания (составы 6 и 7) ведет к резкому ухудшению температурной стабильности пьезомодуля, а увеличение его концеитрации более 2,5 мол.% к нежелательному понижению величины пьезомодуля (состав 8). По сочетанию параметров составы предлагаемой системы превосходят указанный аналог и известный базовый пьезоматериа:Л ТВ-2, используемый в пьезопреобразователях при повышенных температурах (табл, 1). Сочетание высоких значений температуры Кюри Тц и пьезомодуля d-j с хорошей температурной стабильностью его и низкими значениями, диэлектрической Лроннцаемости позволяет: использовать предлагаемый материал в датчиках дефектоскопов для контроля качества сварки-швов изделий атомного машиностроения.