СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОММАТЕРИАЛЕ Советский патент 1971 года по МПК H03H3/00 

Настоящее изобретение относится к технологии ноиска новых иерспектртвных составов ньезокерамических материалов.

Известно, что электрофизическими свойствами ньезокерамики можно управлять нутем введения малых добавок различных ионов. При определениой концентрации добавки можно нолучить пьезокерамику, обладающую максимальными (для каждого состава соответственно) пьезоэлектрическими свойствами.

Известен единственный снособ определения оптимальной концентрации добавок, модифицирующих пьезокерамику, основанный на .измерении пьезоэлектрических 1модулей ( и rfsi) керамики, проводимом иосле процесса иоляризации керамики, ,и при этом оптимальная концентрация соответствует максимальному значению ньезомодулей.

Недостатком известного способа определения оптимальной концеитрации модифицирующих пьезокерамику добавок является сло.жность и малая точность, так как величина ньезомодуля поляризованной керамики, по которой оценивается оптимальная концентрация добавки, зависит от выбранного режима поляризации (температура, напряженность электрического поля, время поляризации). Режим поляризации должен быть различным для каждого состава пьезокерамики, так как при введении добавок в пьезокерамику изменяются температура Кюри, электропроводность, диэлектрическая проницлемосп). Однако при технологическом поиске новых составов пьезокерамики, обладающих наибольи1ими пьезосвойствами, используется один и тот же режим поляризации, что приводит к существенны.м ошибкам в определении оптимальной концентрации добавки.

Цель изобретения - повышение точности измерений и упрощение процесса измерений.

Па основе феноменологических рассмотрений связи между величиной пьезоэффекта и вызывающей его деформацией структуры керамики можно показать, что если принять за меру пьезоэффекта величину ньезокоэффициентов, то последнне будут наибольшими у материалов с наибольшими значениями постоянных податливости 8ц.

Предлагаемый способ определения оптимальной конструкции модифнцирующих пьезокерамику добавок основан на обнаруженной зависимости скорости распространения ультразвуковой волны и неполяризованной керамике и анизотропии упругих свойств в поляризованной керамике от концентрации вводимых добавок.

неполяризованной керамике и ан-изотропии

(

упругих постоянных А

в поляризован S3

ной керамике. Кривая / показывает изменение скорости ультразвука в неполяризованной керамике НБС (Pbo,6Bao,4)Nb2b6, а кривая 2- изменение анизотропии упругих постоянных поляризованной керамики в зависимости от концентрации вводимых ионов . Минимум значения скорости распространения ультразвука (кривая /) совпадает с максимумом анизотропии упругих констант и, следовательно, максимальными пьезосвойствами поляризованной пьезокерамики.

Таким образом, для определения оптимальной концентрации модифицируюш,ей пьезокерамику добавки, соответствующей максимальным пьезоэлектрическим свойствам, необходимо и достаточно провести измерение скорости распространения ультразвука на неполяризованных образцах с различной концентрацией добавки н выбрать концентрацию, при которой скорость распространения ультразвука будет минимальной.

Скорость распространения ультразвука в пьезокерамике с высокой степенью точности может быть определена, например, на установке для прецизионных измерений скорости ультразвука в твердых телах.

Предмет изобретения

Способ получения оптимальной концентрации модифицируюпдих добавок в пьезокерамическом материале, оспованный на измерении параметров этого материала и изменении количества добавок до получения оптимальных значений этих параметров, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения процесса измерений, в качестве контролируемого параметра используют скорость распространения ультразвуковых колебаний в неполяризованном материале и добиваются минимальной скорости распространения ультразвуковых колебаний, соответствующей оптимальным электрическим параметрам пьезокерамического материала.

2 }: f 5 в 7 3 9 W лш °/Ь-В

-J 60%Pt}NC 20g