Способ изготовления пьезоэлектрической керамики — SU 912714 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕН ИЯ Свез СфветсинвСфциаиистичаскивРеспублик ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 11,01.80 (2 ) 2870726/29-33с присоединением заявки М -5 )М. Кл Ой В 75/О еаеуааретюаыЬ кеетет СИР аф аеааи аааЬретеввй а етерытайДата опубликовании описании 15.03.8 2) Авторы . изобретен Чернихов,Г,Королькова, И.Н.Яков В.К.Барчуко 1) Заявитель М) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭПЕКТРИЧЕСККЕРАМИКИ ию то не де выше рами киа с ктрослежидторый едения рекмическогосинтезиров таллизаошка пуого поИзобретение относится к изготовлению пьезоэлектрических элементов спониженнойплотностью, пониженнЫмзначением скорости звука и высокоймеханической прочностью,Известен способ изготовленияпьезоэлектрической керамики, включающий прессование изделий из исходного порошка с последующим обжигомЕ 13.Однако керамика, полученная та"ким методом, имеет высокое значение16скорости звука.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ изготовления пьезоэлектрической керамики, путем смещения исходного порошка с выгорающейдобавкой (нефтяной уголь, нафталинили эмульсия мыльного корня), прессования заготовок, обжига нанесенияэлектродов и поляризацииГ 21Однако в результате выгорания20(испарения) органического вещества получается пористая керамика,котсаая характеризуется низкой меха ническои прочностью по сравненс монолитной пьезокерамикой, чпозволяет использовать ее длялий специального назначения.Целью изобретения являетсяние механической прочности ижение скорости звука при сохраэлектрофизических параметров кки.Поставленная цель достигаеттем, что согласно способу изголения пьезоэлектрической керамийутем смещения исходного порошквыгорающей добавкой, прессованизаготовок, обжига нанесения эледов и поляризации, заготовки пообжига пропитывают в автоклавеким органическм компаундом, коозатеи полимеризуют при 50-200 ССпособ осуществляют следующиобразом.После пров рисции пьезокера портем прокалки анн3 9127 рошка при 1100-1200 фС (в зависимости от марки материала) дробят спек на щековой дробилке, проводят помол дробленого спека в вибромельнице до числового значения поверхности 3000-4000 см/г. Затем вводят в порошок выгорающую добавку в виде раствора наФталина или поливинилового спирта, массу подсушивают на воздухе в течение 24 ч, после ус" 10 рецнения и гранулирования пресс-порошка путем трехразового просеивания через сетку со стороной ячейки 1 мм, прессуют заготовки. Обжиг заготовок проводят при 1150-1250 С. 15 В результате выгорания (улетучивания) связки получается пористая керамика с мелкими сквозными порами (поры соединены между собой каналами по всему объему) . Заготовки шлиФуют в размер, проводят заполнение пор упрочняющим органическим жидким компаундом, имеющим хорошую адгезию с керамикой и металлом (например эпоксидной смолой У 5 с отвердителе - малеиновым ангидридом, полистиролом, капроном или полиаминохиназолоном) в автоклаве следующим образом. Сначала загружают емкости автоклава органическим компаундом, затем вводят туда приспособления для погружения керамических заготовок, осуществляют вакуумирование керамики и нагревают компаунд до 100 С ,(в случае применения эпоксидной смоЭ 5 лы), в случае использования полиамино хинозолона нагрев исключается. Погружают керамические :аготовки в жидкий компаунд. Заполнение пор компаундом .в автоклаве проводят с подачей избыточного давления воздуха 3-4 атм. Заготовки остужают под давлением до 30-40" С, снимают давление в автоклаве и извлекают заготовки из автоклава, после чего избыток 45 компаунда снимают ацетоном. Полимеризацию компаунда проводят при 150- 200 С. В случае применения в качест 9ве компаунда полиаминохинозолона необходимо нагревание до 45+5 фС пос" 5 в ле каждого раза окунания предварительно отвакуумированных заготовок с целью испарения растворителя компаунда - ацетона. Степень заполнения пор полимером - компаундом определя ется числом окунаний заготовок в компаунд, Полимеризация полиаминохинозолона, находящегося в порах105,10250,0 Формула изобретения Способ изготовления пьезоэлектрической керамики путем смещения исход 14 4и обволакивающего поверхность заготовок, происходит в интервале 50- 200 С. Скорость процесса полимери-озации находится в прямой зависимости от заданной температуры.В результате полимеризации органического вещества по всему объему пористой керамики образуется твердый каркас, который армирует керамику и упрочняет изделие.Далее вводится операция шлиФования под электрод с целью снятия обволакивающего слоя компаунда., Нанесение электродов на керамику возможно до заполнения пор компаундом, в случае вжигания серебра и после заполнения пор компаундом, в случае химического никелирования или напыления электродов в вакууме.Поляризация пористой керамики, заполненной компаундом, производится по обычной технологии, принятой в пьезокерамическом производстве при повышенном напряжении.Изготовленные по предлагаемому методу пьезокерамические элементы 6 28 х ф 23 х 10 и ф 20 х 2 из материала ЦТС имеют следующие параметры:Объемная плотностьг/см 5,8Диэлектрическая проницаемость ЕПьезомодуль с 1 ь 1 К/НСкорость звука Ч, м/сДиэлектрические потери в слабом полеО( -0,006В сильном поле поиЕ = 2 кВ/см 1 ЯО 4 0,015Предел прочности прирастяжении 6 кг/см 350Преимуществом способа с применением компаунда является повышение значения прочности при растяжении Ор до 350 кг/см (протир Яр 270 кг/см для пористой керамики без применения компаунда), преимущество в значении плотности 58 г/см против у = 7,6 г/смф для беспористой керамики, одновременно наблюдается понижение значения скорости звука2500 м/с против Ч," 3300 м/с.,цля беспористой керамики на примере ЦТС тБС,охраняя при этом значение дч 105 10 К/Н относительно высоким, Юы 1000912714 Составитель Н.фельдманРдеактор И.Митровка Техред М. Гергель Корректор Л Бокшан Заказ 1306/33 Тираж 640 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ного порошка с выгорающей добавкой,обжига, нанесения электродов и поляризации, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения механи"ческой прочности и снижения скоростизвука при сохранении электрофизических параметров керамики, заготовкипосле обжига пропитывают в автоклаве жидким органическим компаундом,которнй затем полимеризуют при температуре 50-200 С,6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй й 497267, кл. С 04 6 35/0019752. Пьезо- и сегнетоматериалы и ихприменение РОТО Московского домаКТП им. Ф.Э,Дзержинского, 1972,с. 57