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

Изобретение относится к пьезотех нике и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей различного назначения, рйботающих в области гелиевых темпе ратур. Известен сегнетоэлектрик со слои той поровскитоподобной стурктурой титанат висмута ij , который срдержит окислы в следунлцих количествах, вес.% В1 0з79,54 ,56 Несмотря на высокую точку Кюри (TK 675®C) этот материал имеет интервал рабочих температур от -200 до 100°С и изменение пьезоэлек рического модуля 47, в этом интерв ле температур составляет 100%. Известен пьезокерамический материал иа основе титаната висмута, содержащий в качестве добавки оксиды ниоби% (№205) и неодима (Nd-0:j)iT Интервал рабочих температур этог материала от -200 до 400 С и уход пьезоэлектрического модуля d в это интервале температур составляет 12% что значительно лучше, чем у чистог титаната висмута. Однако нижний пре дел рабочих температур (-200 С) недостаточно низок. Это ограничивает применение материала в технике. Наиболее близким к предлагаемому териалу является пьезокерамический м териал на основе титаната висмута (ВцИзО,) рЗ,содержащий Ti02, Ве н в качестве добавки - оксиды нио-бия (NbjOj) и вольфрама (WOj) при сл дующем соотношении компонентов, вес.% BijO 75,04-79,22 Т1р2 19,3-20,38 WO 1,02-4,7 0,4-0,99 Однако этот материал при хорошей пьезоактивности (значение пьезомоду ля dii 201СГ Кл/Н) имеет большое значение ухода пьезомодуля в исследуемом интервале температур (от -200 до 640°С), а нижний предел рабочих температур ограничивается величиной -200°С. Цель изобретения - расширение интервала рабочих температур в область низких температур и улучшение температурной стабильности пьезоэлек рического модуля. Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе содержащий Bi О, WO-, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: 18,77-19,39 5,21-8,25 W03 . BijO Остальное Для получения 100 г материала, например, состава 5 готовят смесь, содержащую окислы, г: Bio марки ч 74,34, TiO марки х.ч. 19,12, WO марки .4 6,54. Образцы из предлагаемого пьезокерамического материала готовят по обычной керамической технологии мето-. дом двукратного обжига. Смешивание и измельчение исходных компонентов (оксидов) проводят в яшмовом барабане в водной среде в течение 24 ч. Шликер высушивают при 120 С. Из приготовленной шихты под удельным давлением 800 кг/см прессуют брикеты для синтеза, который осуществляют при 750 С в течение 4 ч. Синтезированные брикеты дробят и измельчают в яшмовом барабане в водной среде в течение 24 ч. Из высушенной шихты под удельным давлением 1000 кг/см прессуют заготовки заданной формы. В качестве связки исдоль.зуют 3%-ный раствор крахмала. Образцы спекают при 1060-1070 с в течение 1 ч. Охлаждение до комнатной тем|Пературы производят в режиме выключен ной печи.Электроды наносят методом вясигания серебряной пасты при в течение 15-20 мин. Поляризацию образцов проводят при 150 С и напряженности постоянного электрического поля 3 кВ/мм в среде поликсилоксановой идкости. Характеристика составов полученной цьезокерамики, а также данные о дилектрических, пьезоэлектрических свойствах и стабильности предлагаемого материала представлены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаеый пьезокерамический материал, сохраив высокое значение точки Кюри 670-791 с), имеет малое изменение ьезомодуля J ° Д° 3,2%) в инервале температур от -263 до -123 С. чивйдно, что нижний предел интерва-.а температур на ниже, чем у звестных материалов, что позволяет спользовать предлагаемый материал

311002714

для создания электромеханических Примеры 1-3 и 3 демонстрипреобразователей, работающих в режимеруют ухудшение свойств материала в

приема в области гелиевых температуррезультате выхода за пределы предла(-263 С).гаемой концентрации добавки окиси

Наилучшим по совокупности,свойств 5вольфрама WOj. является материал, представленньй

в .примере 5 (см.таблицу). Он имеет Нижний предел рабочих температур

высокую точку Кюри (Т 691°С), малоена ниже, чем у известных пьезоизменение пьезомодуля зэ,в интер- керамических материалов на основе

вале от -263 до 123 С ((Ь Отитаната висмута (Bi TijOij).

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе ,,, содержащий , Ti02 и WOj, о тличающййся тем, что, с целью расширения интервала рабочих температур в область низких температур и улучшения температурной стабильности пьезоэлектрического модуля d.jaB этой области, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: ТЮг 18,77-19j39 WO 5,21-8,25 Остальное