Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1984 года по МПК C04B35/475 C04B35/495 

со ел

00 Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам с высокой температурой фазового перехода. Оно может быть использован в аппаратуре с широким рабочим интер валом температур. Известны высокотемпературные пьез электрические материалы на основе PbTiOj tl. Недостатком керамики на основе PbTiOj яв41яется. низкая точка Кюри, вследствие чего пьезоактивность рамики сохраняется лишь до 350-420 С Наиболее близким техническим решением к изобретению является пьезоэлектрический керамический материал на основе BijTiNbOg с добавкой 0,31,48% WOj 23. Недостатком этой керамики является сравнительно низкая пьезоактивность. Целью изобретения является повыше ние значения пьезомодуля и улучшение его температурной стабильности Поставленная цель достигается тем что пьезоэлектрический керамический материал на основе титаната висмута с добавкой окисного соединения вольфрама содержит в качестве титаната висмута BijTiTaOg, а в качестве добав-30 782 спирта в течение 20 ч. Затем шликер высушивают при и запрессовызывают для синтеза в брикет под давлением 800 кг/см .Помол после синтеза проводят также в яшмовом барабане в течение 20 ч, в среде изопропилового спирта. Вольфрамат висмута (Bi,,WO) синтезируют при 780С из окислов BijOj и WOj марки ч.д.а. Помол и измельчение проводят при тех же технологических условиях, что и BijTiTaOg. Затем, исходя из расчетной формулы, синтезированные BijTiTaOg и BijWO смешивают в яшмовом барабане в течение 8 ч в среде изопропилового спирта. Из высушенной смеси прессуют диски диаметром 10 мм под давлением 1000 кг/см. Б качестве связки используют 3%-ный раствор поливинилового спирта. Спекание проводят при 1170-1180°С с вьщержкой 1ч. Для поляризации образцов в качестве электродов наносят платино-палла- диевую пасту, которую вжигают при 1100°С. Поляризацию образцов проводят при и напряженности 4550 кВ/см в полисилоксановой жидкости. Б табл. 1 приведены составы пьезокерамического материала, а в табл.2

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИ;ЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе титаната висмута с добавкой окиского соединения вольфрама, отличающийс я тем, что, с целью повышения пьезомодуля dj, и улучшения его температурной стабильности, он содержит в качестве титаната висмута BijTiTaOj, a в качестве добавки BijWOg при следзтющем соотношении компонентов, мас.%: BijTiTaO.,91,31-97,89 . BijWOg2,11-8,69

Плотность, р,г/см

Диэлектрическая проницаемость,

Диэлектрические потери,

tgd«Пьезомодуль d -Ю Кл/Н

Максимальный уход пьезомодуля в интервале 208,40 132

0,009 6,0

700 С от значения при

20°С, % .ll

Удельное электрическое

сопротивление при

бООС -lOt Ом м2,5

Механическая добротность, Ом4800

Как видно из таблицы, при модифицированини титаната-танталата висмута (BijTiTaO,) вольфраматом висмута (BijWO) пьезомодуль увеличивается от 5, у прототипа до 10 у предлагаемого материала .

Температурная зависимость пьезомодуля d.j3 изучена до 700°С. При этом необратимые потери оказываются ниже 5%, обратимые 8-11% в зависимости от химического состава керамики. Таким образом, эти составы могут

Продолжение табл. 2

6,7

3,0

4400

4500

быть использованы на рабочую температуру 700°С.

Предлагаемый материал предназначен для изготовления пьезоэлементов для вибропреобразователей специального назначения, работающих до 700°С. Применение полученной пьезокерамики приводит к повышению чувствительности аппаратуры и точности измерений, расширяет диапазон измерений. Кроме того, материал может быть использован в ультразвуковой и фильтровой технике,в акустике и приборостроении.