Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1982 года по МПК C04B35/475 C04B35/491 

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ -1 . Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано при изготовлении пьезоэлементов для электромеханических преобразователе различного назначения. Известен сегнетокерамический материал - титанат калия-висмута (К0|5 0,5 ) со структурой типа перовскита, имеющий высокую точку Кюри / однако высокая cei- нетожесткость всего материала ирепятствует получению значительной пьезоактивности и, кроме того, низкие значения диэлектрической проницаемости С6 180-200 , а также край няя нетехнологичность ограничивает применимость такой керамики El. Наиболее близок к предлагаемому материал, представляющий собой твер дый раствор титаната свинца и титаната висмута-калия состава BiogKogT i(l-0) TiO-j при значениях х от 30 до 60 мол. Г2. МАТЕРИАЛ Недостатками материала являются низкие значения пьезомодулей (( (7-8,5).-10-i Кл/Н d33 (30-40) Кл/Н) , малое значение диэлектрической проницаемости (ЕЗЗ/§О 180-250) и высокие температуры обжига в защитной среде С1130-1180 С). Цель изобретения - повышение пьезомодулей d a,-i и da,3 увеличение диэлектрической проницаемости и снижение температуры-обжига. Для достижения указанной цели сегнетоэлектрический материал, включающий , дополнительно содержит PbZrO-j при следующем соотношении компонентов, мол.%: l45Bi 0.5 TiO,, 8-70 PbZrOj30-92 Пример. Для получения 100 г материала состава 0,,5 В0,5 TIOj+ +0,7PbZrO, готовят смесь из следующих окислов и углекислой соли калия квалификации ч, г:

11,55

7,65

,83 РЬО ZrO

27,62

K-iCOj

3,35

После помола и смешивания в указанных пропорциях исходных веществ из полученной шихты готовят брикеты, которые затем обжигают при 800°С 3 ч. Затем брикеты тщательно измельчают в порошок и прессуют изделия заданной формы и величины. Спрессованные изделия помещают в печь и спекают при 2 ч в атмосфере окиси свинца. Охлаждение до комнатной температуры осуществляет;ся в режиме выключенной печи.

Электроды наносят вжиганием серебряной пасты при в течение 30 мин.

Поляризацию изделий осуществляют 5 в поликсилоксановой жидкости в следующем режиме: изделие с нанесенными электродами нагревают до температуры на 20°С выше точки Кюри, затем прикладывают постоянное электрическое поле напряженностью 30 кВ/см и охлаждают до комнатной температуры под полем.

Данные о диэлектрических и пьезо5 электрических характеристиках исследованных составов системы: Кд5Во5 +(1-x)PbZr03 приведены в таблице.

Как видно из таблицы, большинство исследованных составов имеют высокие значения пьезоэлектрических характеристик d33 (1 00-200); 10-2Кл;Н, с1з-1 С20-50) Кл/Н и. высокие величины е ь 600-2100, Такое сочетание свойств является благоприятным для применения полученных пьезоматериалов в преобразователях в качестве высокоэффективных компонентов электронной техники. Материалы с большой величиной € обычно имеют меньшие уходы параметров при больших механических напряжениях и в сильных, электрических полях.

Пьезоэлектрические параметры и диэлектрическая проницаемость достигает максимальрой величины вблизи границы морфотропного превращения.

Наибольший интерес для практического использования, представляет состав 5 находящийся вблизи морфотропной фазовой границы и имеющий самые высокие значения dj.j, d-j,633/eo что позволяет применять этот материал в преобразователях, работающих в режиме излучения.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, включающий Big TiO, отличающийс.я тем, что, с целью повышения пьезоэлектрических модулей и диэлектрической проницае-. мости и снижения температуры обжига, он дополнительно содержит- PbZrOg при следующем соотношении компонентов, мол.%:.

8-70

К c,5Bio,5Ti04 30-92 PbZrO

Источники информации,

J

Принятые во внимание при экспертизе

1.Известия АН СССР. Сер. физи.-. ческая 2б, 35, 1962.

2.Смажевская Е,Г., Фельдман И.Б. Пьезоэлектрическая керамика. Советское радио, 197.1, с. .