Состав засыпки для спекания сегнетопьезо-электрической керамики Советский патент 1981 года по МПК C04B35/00 C04B35/495 C04B35/64 

(54) СОСТАВ ЗАСЫПКИ- ДЛЯ СПЕКАНИЯ СЕГНЕТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ Изобретение относится к технической физике, преимущественно к технологии производства сегнетопьезоэлек; трической керамики и может быть использовано для создания новых высоко эффективных материалов широкого спек тра действия. Известны засыпки различных составов , используемые при обжиге сегнетопьезокерамики. Недостатком этих засыпоК является либо невозможность снижения при их использовании температуры спекания (Тсп) при сохранении пьезоэлектрических свойств, либо невозможност сохранения пьезоэлектрического состояния при снижении материалов. Наиболее близкой к предлагаемой является засьтка из ,j, применяемая при спекании сегнетопьезокерамики методом горячего прессования f . Однако керамики при использовании в качестве достаточно высоки (-1200°С) Г2. КЕРАМИКИ Цель изобретения - снижение тем- пературы спекания керамики при сохранении пьезоэлектрических свойств, Указанная цель достигается тем, что состав засыпки для спекания сегнетопьезоэлектрической керамики, содержащий (, дополнительно содержит FeO или SrCOj при следующем соотношении коьшонентов, масс.%: Аво|0«,70-90 FeO или SrCO-s 10-30 Проводится сопоставление процессов получения пьезокерамики на основе системы (Na, Li)Nb03 с использованием известной () и предлагаемой (А120з+РеО, А1а.Оз 5гС09) засыпки. При этом используется стабилизированная окись алюминия марки, Электрокорунд размером частиц 100-200 мкм, к которой добавляется 10-30 вес.% порошкообразных закиси железа или карбоната стронция парки Ч той же дисперсности. 38 Образцы получают методом горячего прессования при давлении 200 кг/с времени вьц ержки при 40 мин. В таблице представлены электрофизические характеристики образцов системы (Na, получаемых методом горячего прессования с использованием известной () и предлагаемых ,,+ РеО, Al,.O SrCoJ засыпок при температуре спекания. Значения удельного электрического сопротивленияJ получаемых образцов (с электродами как из вожженного при 750 С серебра, так и из амальгамы индия) определяют при двухзондовым методом, плотность d - методом гидростатического взвешивания, диэле трические () пьезоэлектрические (Кр) и упругие (Мл) параметры в соответствии с ГОСТ 12370-72 на поля ризованных (при 140°С в поле напряжен ностью 50 кВ/ом) образцах. Как видно из таблицы, использование предлагаемых засьшок позволяет существенно снизить Т. сегнетопьезо керамик при сохранении пьезоэлектрических свойств, характерных для дан ного материала. Положительный эффект (снижение Tf-n) достигается качественно-количес твенным составом используемых засыпок. При введении больших (более 30 вес.% количество FeO или SrCO в ,j происходит химическое взаимо действие между спекаемым материалом и засьшкой, что привода1т к образованию поверхностного слоя, по свойства отличающегося от свойств основной . массы материала. Учитывая неконтроли руемость состава и неопределенность свойств этого слоя необходимо увели чение объема механической обработки изделий, что, в -свою очередь, спосоВствует повышеншо расхода спекаемого материала. Другим негативным явлением, наблюдающимся при введении в ,O-J более 30 вес.% FeO или Sr-CO,,,, является взаимодействие засьтки с материалом матрицы пресс-формы, что препятствует образованию образца из пресс-формы по окончании цикла горячего прессования. Образование при повышенных содержаниях FeO и SrCOj в , поверхностного слоя за счет взаимодействий типа материал заготовки-засыпка, засьшка-материал матрицы также способствует появлению в прессуемой заготовке значительных механических напряжений вследствие возможного отличия коэффициентов термического расширения (КТР) материала заготовки и КТР образующегося поверхностного слоя), приводящих к нарушению сплошности (деструкции) изделий. Все это делает нецелесообразным увеличение содержания вводимых окислов и карбонатов сверх указанных пределов. Снижение Тел материала при использовании предлагаемых засыпок способствует повьш1ению надежности и долговечности технологического инструментания. в частности де-.алей пресс-формы из жаропрочных и жаростойких сталей, применяемых в процессе горячего прессования; надежному сохранению полученного уровня свойств за счет стабилизации стехиометрии заданного состава при меньшей возгонке ионов в области пониженных Т,, и уменьшению, в связи с этим, брака готовой продукции.

1030

н 1000 Образец растрескался

5-10

0,18 5,8

-

5-10 0,17 5,8

Формула изобретения Состав засыпки для спекания сегнетопьезоэлектрической керамики, преимущественно на основе ниобатов щелочных металлов, содержащий А10., отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания керамики при сохранении пьезоэлектрических свойств, он содержит дополнительно FeO или SrCOj при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Продолжение таблицы

..90

FeO илн SrCO, 10-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

;|973, вьш. 76, 62-64.