Сегнетоэлектрический керамический материал Советский патент 1981 года по МПК C04B35/468 H01L41/187 

(54) СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

t

Изобретение относится к технической физике, преимущественно к технологии производства сегнетокерамических (СК) материалов, и может быть использовано для создания новых высокоэффективных сегнетоэлементов, применяемых в термоэлектрических преобразователях.

Подобного рода элементы должны обладать высокими значениями удельного сопротивления (pv) и отношения ENvOKc/EKor H (те значение диэлектрической проницаемости в точке Кюри, Ецд,ц- значение диэлектри,ческой проницаемости при комнатной тем.пературе). Кроме этого, они должны быть технологическими в условиях промышленного производства (иметь. температуры спекания (Теп ) г небольшой средний размер зерна (D), высокую плотность (d). Комплекс перечисленных свойств позволяет трансформировать тепловую энергию в электрическую, используя свойство изменения диэлектрической проницаемости от температуры.

t

f

По сочетанию пар.1метров известными перспективными для указанной области применения являются материалы на основе фтористых соединений i и титаната бария 1.

Указанные материалы имеют высокие температуры спекания (1300-1600С) и крупнозернисты ( мкм).

Но при этом сегнетоэлектрические свойства в значительной мере подавляются. Отношение снижается до величины .

10

Наиболее близким к предлагаамому является материал на основе титаната бария, полученный методом горячего прессования (ГП) 2.

Недостатком данного материала является отсутствие резко выраженного максимума в точке Кюри, относительно высокая температура спекания.

Цель изобретения - снижение температуры спекания и коэрцитивного поля,

20 повьшение отношения диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при комнатной температуре при сохранении высоких значений электрического сопротивления

25 и плотности и небольших средних размеров зерен.

Поставленная цель достигается тем, что сегнетокерамический материал, изготовленный горячим прессованием,

30 содержащий ВаО, TiOjtfBaO,, при

следующем соотношении компонентов, мол.%:

ВаО 45,40+49,16

TlOjt45,40+49,16

СаО0,,39

. ВаО,0,2+1,201

1,,Ы

Полученный материал представляет собой синтезированный порошок BaTaOjj в который перед ГП вводят 1,689,2 мол.% стекла состава, мол.%: СаО 25,88; AlaOj 13,29; 60,83.

Получение предлагаемого материала осуществляют следующим образом.

.Порошок BaTiOj получают пиролизом при титанилоксалата бария марки ХЧ. Стекло - сплавлением навесок СаО, AliO}, ВаО} (которые предварительно перемешивают 0,5 ч в фарфоровой ступке) в течение 1 ч при 1100°С в фарфоровом тигле. После этого стекло выливают на стальную плиту и затем тщательно измельчают. Полученный порошок стекла добав.ляют к порошку BaTiO в количествах 1,68-9,2 мол.%, далее смесь перемешивают 1,5 ч в фарфоровых ступках. ГП полученного порошка проводят в течение 40 мин при давлении 400 кг/см. т подбирают по кривьм усадки. (Плотность образцов определяют гидростатическим взвешиванием. Температурные зависимости Е определяют на частоте 1 кГц с помощью моста Е8-2).

5 Полученные результаты представлены в таблице.

На фиг.1 приведены температурные зависимости Е некоторых составов; на фиг.2 - петли диэлектрического гистерезиса (цифры у кривых соответствуют номерам составов, казанных в таблице). Из данных таблицывидно, что предлагаемые материалы имеют по срав нению с известным более высокое отно шение диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической прони цаемости при Тцомчи (Е акс/Е колли Р сохранении высоких р ,d и низких D. Оптимальным является интервал концен траций вводимого стекла,68-4,8 мол. что соответствует введению, мол.%: СаО 0,44-1,25;. , 0,22-0,62; ДЬО 1,02-2,93 в .,, (BaO+TiOj.) . Формула изобретения Сегнетоэлектрический керамический материал изготовленный горячим прессованием, содержащий ВаО и TiO, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания и коэрцитивного поля, повышения отношения диэлектрической проницаемости в точке Кюри к диэлектрической проницаемости при комнатиой температуре при сохранении высоких значений удельного электрического сопротивления и плотности и небольших средних размеров зерен, он дополнительно содержит СаО, BjO-j, , при следующем соотношении компонентов, мол.% ВаО 45,40-49,16 TiO 45,40-49,16 СаО 0,44-2,39 BjO, 0,22-1,20 AljO 1,02-5,61 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Cables et transmission, 1966, -20, f 2, p.125-134. 2.Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. Энергия, 1976, с.191,