Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1985 года по МПК C04B35/475 

1 1

Изобретение относится к пьезокерамическим материалам и может быть использовано для создания высокочастотных преобразователей, работающих в условиях повьшенной температуры, в частности, для дефектоскопов с рабочими температурами до 500с.

Известны пьезокерамические матери.алы на основе слоистого титаната висмута и натрия-висмута, используемые в пьезопреобразователях с рабочей температурой ClJ и 2,

Одйако указанные материалы имеют недостаточно высокие значения пьезомодуля djj( 10-20)-10 Кл/Н и сравнительно невысокую его стабильность (уход пьезомодуля Lj 15-20%) - до , поэтому они не могут эффективно применяться в датчиках дефектоскопов .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пьезокерамический материал на основе слоистого титаната натрия - висмута СзЗ.

Однако известный материал .имеет невысокое значение пьезомодуля d5j 10 Кл/Н и сравнительно невысокую температурную стабильность (уход пьезомодуля dj}«20%) до 500°С.

Целью изобретения является увеличение пьезоэлектрического модуля и улучшение его стабильности в температурном интервале до 500°С.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включакиций , дополнительно содержит РЬнЬо,5СГо,Оз при следуюцём соотношении компонентов, мол.%:

Nao. 90,0-92,5 PbNbo,sCro,sOj 7,5-10,0

Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО в две стадии.

42472

Температура первого синтеза Т 8.;iO(, температура второго синтеза Т , продолжительность синтеза 10 ч. Спекание образцов производят методом горячего прессования по следующему режиму: температура 1065-1125°С, давление 19,6 МПа, время вьщержки 40 мин. Поляризацию образцов проводят в полисилоксановой жидкости ПЭС-5 при 1вО°С

О в течение 45 мин в поле напряженностью. 6, 0-7, О с последующим охлаждением под полем до .

Измерение электрофизических парамеров проводят через 24 ч после поляризации в соответствии с ГОСТ 1237080. Электрофизические характеристики исследованных составов приведены в табл.1.

По сочетанию параметров составы

предлагаемой системы превосходят известный и базовьй пьезоматериал ТНаВ-1 1J, используемый в пьезопреобразователях при рабочей температуре (табл.2). По сравнению с известным материалом значение пьезомодуля djj возрастает в 2,0-2,2 раза, а стабильность его улучшается в 1,5-3 раза.

Расширение интервала концентраций

0 PbNbo jCro j s ведет к заметному снижению величины пьезомодуля djs, например, у составов 3-9 (та5л.1), в которых содержание Над,; Bi ,s и Cr выходит за предлагаемые

5 пределы.

Сочетание высоких значений температуры Кюри (Т|) и пьезомодуля d33 с его хорошей температурной стабильностью и низкими значениями диэлектрической проницаемости /Еп позволяет использовать предлагаемый материал в широком температурном интервале (-200)-(500)°С в датчиках дефектоскопов для контроля качества сварки швов

изделий атомного машиностроения. Таблица 1

Продолжение тлбл.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий ,fTi40 j , отличающийся тем, что, с целью увеличения пьезоэлектрического модуля и улучшения его стабильности в температурном интервале до 500С, он дополнительно содержит PbNbjyCrojOj при следующем соотношении компонентов, мол.%: Nao,jBi,5Ti40is 90,0-92,5 7,5-10,0 РЬНЬо,5СГо,50з (Л

X N.-,,5

Состап, мол.% X 100%

10

/-2.0 150

X BijOs У TiOjZ NajO

Состав, вес,% X 75,78 У 23,10 Z 1,12

. 14

20 130