RU2290383C1 - Состав для получения электрострикционного керамического материала - Google Patents
Состав для получения электрострикционного керамического материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290383C1 RU2290383C1 RU2005121112/03A RU2005121112A RU2290383C1 RU 2290383 C1 RU2290383 C1 RU 2290383C1 RU 2005121112/03 A RU2005121112/03 A RU 2005121112/03A RU 2005121112 A RU2005121112 A RU 2005121112A RU 2290383 C1 RU2290383 C1 RU 2290383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- field
- ceramic material
- tio
- electrostrictive
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к керамическим материалам, в частности к электрострикционным керамическим материалам, и может быть использовано в технических устройствах для получения больших (до нескольких десятков микрометров) управляемых микроперемещений: актьюаторах, устройствах адаптивной оптики, микропозиционерах. Технический результат изобретения - повышение электрострикционного коэффициента по полю и снижение температуры спекания материала. Электрострикционный керамический материал, полученный по обычной керамической технологии, содержит дополнительно оксид сурьмы Sb2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: PbO 68,297÷68,304, MgO 3,597÷3,782, Nb2O5 23,722÷24,945, ZrO2 1,599÷2,498, TiO2 0,919÷1,436, Sb2O3 0,450÷0,451. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области материаловедения, в частности к электрострикционным керамическим материалам, и может быть использовано в любой технической области, где требуются большие управляемые микроперемещения порядка десятков микрометров.
Известны электрострикционные керамические материалы: цирконат свинца - титанат калия-висмута [1], твердые растворы магнониобата свинца - титаната свинца [2], а также пьезоэлектрический материал системы твердых растворов магнониобат свинца - цирконат-титанат свинца [3]. К недостаткам этих материалов можно отнести недостаточно высокие значения величины электрострикционных коэффициентов по полю М11.
Наиболее близким к предлагаемому составу и достигаемому результату является пьезоэлектрический керамический состав системы магнониобата свинца - цирконата-титаната свинца, полученный по обычной керамической технологии с температурой синтеза 850°С и последующим обжигом при 1200-1300°С в течение 45 минут в зависимости от состава. Этот материал, содержащий компоненты в следующем соотношении: магнониобат свинца (от 1 до 87,5 мол.%), титанат свинца (от 0 до 81,3 мол.%) и цирконат свинца (от 0 до 95 мол.%), имеет величину электрострикционного коэффициента по полю M11=5.31, 10-16 м2/В2 [3]. К недостаткам материала относятся недостаточно высокое значение электрострикционного коэффициента по полю и высокая температура спекания. Данный материал выбран в качестве прототипа.
Изобретение направлено на повышение величины электрострикционного коэффициента по полю с одновременным улучшением технологических режимов.
Это достигается тем, что в состав шихты электрострикционного материала кроме оксидов свинца, магния, ниобия, титана и циркония дополнительно входит оксид сурьмы в следующих соотношениях (мас.%):
| PbO | 68,297÷68,304 |
| MgO | 3,597÷3,782 |
| Nb2O5 | 23,722÷24,945 |
| ZrO2 | 1,599÷2,498 |
| TiO2 | 0,919÷1,436 |
| Sb2O3 | 0,450÷0,451 |
Пример: Для получения 100 г электрострикционного материала состава №4 готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, г:
| PbO | 68,299 |
| MgO | 3,659 |
| Nb2O5 | 24,130 |
| ZrO2 | 2,198 |
| TiO2 | 1,264 |
| Sb2O3 | 0,450 |
В качестве исходных материалов используют вещества реактивной чистоты, и при расчете шихты вносят поправки на содержание основного вещества. Синтез составов осуществляют по обычной керамической технологии в две стадии. После помола и смешивания исходных веществ полученную шихту в виде порошка подвергают обжигу при температуре 950°С в течение 3 часов. Затем в шихту добавляют в качестве связки 5% водный раствор поливинилового спирта и прессуют изделия заданной формы и размера. Спрессованные изделия помещают в печь и спекают при температуре 1160-1240°С в течение 2 часов. После шлифовки на плоские поверхности изделия наносят электроды путем вжигания серебряной пасты при температуре 750°С в течение 30 мин.
В таблице приведены свойства электрострикционных материалов, изученные на образцах, имеющих форму пластинок с размерами плоской части 6×6 мм2 и толщиной 2 мм.
| № состава | Состав мас.% | Свойства при 25°С | ||||||
| PbO | MgO | Nb2O5 | ZrO2 | TiO2 | Sb2О3 | М11, 10-16 м2/В2 | Q11, 10-2 м4/Кл2 | |
| 1 | 68,308 | 3,885 | 25,625 | 1,099 | 0,632 | 0,451 | 1,8 | 2,0 |
| 2 | 68,305 | 3,824 | 25,217 | 1,399 | 0,804 | 0,451 | 4,1 | 2,2 |
| 3 | 68,304 | 3,782 | 24,945 | 1,599 | 0,919 | 0,451 | 5,96 | 2,23 |
| 4 | 68,299 | 3,659 | 24,130 | 2,198 | 1,264 | 0,450 | 12,1 | 2,7 |
| 5 | 68,297 | 3,618 | 23,858 | 2,398 | 1,397 | 0,450 | 6,11 | 2,72 |
| 6 | 68,297 | 3,597 | 23,722 | 2,498 | 1,436 | 0,450 | 5,31 | 2,73 |
| 7 | 68,294 | 3,535 | 23,315 | 2,797 | 1,609 | 0,450 | 4,4 | 3,1 |
| 8 | 68,283 | 3,288 | 21,685 | 3,996 | 2,298 | 0,450 | 3,1 | 3,1 |
| 9 | 68,266 | 2,876 | 18,970 | 5,992 | 3,446 | 0,450 | 1,1 | 3,6 |
Как видно из таблицы, из всех исследованных материалов составы №3-№6 имеют более высокие значения электрострикционного коэффициента по полю М11=(5,31-12,1)·10-16 м2/В2 по сравнению с прототипом наряду с высоким значением электрострикционного коэффициента по поляризации Q11=(2,23-2,73)·10-2 м2/Кл2 при 25°С. Одновременно предлагаемый материал требует более низкой температуры спекания (1160-1240°С) по сравнению с прототипом (1260-1300°С). Такое сочетание свойств выгодно отличает указанные составы от известных материалов и является благоприятным для применения заявляемого материала в устройствах, создающих большие микроперемещения.
Источники информации:
1. Gridnev S.A., Pavlova N.G., Rogova S.P. Electrostrictive properties of PbZrO3 - К0/5В0/5TiO3 ceramics. Proceeding of the ISAF′94. Pennsylvania. 1994. P.753-754.
2. Cross L.E., Jang S.J., Newnham R.E., Nomura S. and Uchino K. Large electro-strictive effects in relaxor ferroelectrics // Ferroelectrics. 1980. Vol.23. P.187-192.
3. Заявка на получение патента на пьезоэлектрическую керамику. DE 1646692 А, С 04 В 35/00, 31.05.1972, 8 с.
Claims (1)
- Состав для получения электрострикционного керамического материала, включающий в себя оксиды свинца, магния, ниобия, титана и циркония, отличающийся тем, что, с целью повышения электрострикционного коэффициента по полю и снижения температуры спекания, он содержит дополнительно оксид сурьмы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
PbO 68,297÷68,304 MgO 3,597÷3,782 Nb2O5 23,722÷24,945 ZrO2 1,599÷2,498 TiO2 0,919÷1,436 Sb2O3 0,450÷0,451
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121112/03A RU2290383C1 (ru) | 2005-07-05 | 2005-07-05 | Состав для получения электрострикционного керамического материала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121112/03A RU2290383C1 (ru) | 2005-07-05 | 2005-07-05 | Состав для получения электрострикционного керамического материала |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2290383C1 true RU2290383C1 (ru) | 2006-12-27 |
Family
ID=37759783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005121112/03A RU2290383C1 (ru) | 2005-07-05 | 2005-07-05 | Состав для получения электрострикционного керамического материала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2290383C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547875C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Пьезоэлектрический керамический материал |
| RU2801090C1 (ru) * | 2022-12-23 | 2023-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Модифицированный материал для электростриктора |
-
2005
- 2005-07-05 RU RU2005121112/03A patent/RU2290383C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2547875C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Пьезоэлектрический керамический материал |
| RU2801090C1 (ru) * | 2022-12-23 | 2023-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Модифицированный материал для электростриктора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4755919B2 (ja) | ジルコンチタン酸鉛系組成物とその製造方法、圧電体、及び圧電素子 | |
| JP2942535B1 (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| US4830996A (en) | Ferroelectric ceramics | |
| KR930002641B1 (ko) | 강유전성 세라믹스 | |
| RU2290383C1 (ru) | Состав для получения электрострикционного керамического материала | |
| JP2000128632A (ja) | 圧電セラミックス | |
| JPH06191941A (ja) | 圧電材料 | |
| JP3468461B2 (ja) | 圧電セラミック組成物 | |
| JP5898032B2 (ja) | 圧電磁器およびそれを用いた圧電素子 | |
| JP2000272963A (ja) | 圧電体磁器組成物 | |
| US3669887A (en) | Piezoelectric ceramic compositions | |
| JP4569062B2 (ja) | 圧電磁器 | |
| JP2000072539A (ja) | 圧電体 | |
| JPH0558729A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JPWO2006093002A1 (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP6105777B2 (ja) | 圧電磁器およびそれを用いた圧電素子 | |
| JPH0687652A (ja) | 圧電材料 | |
| JPH08217541A (ja) | 圧電セラミック組成物 | |
| JP2014129215A (ja) | 圧電磁器およびそれを用いた圧電素子 | |
| JPH05163063A (ja) | アクチュエータ用圧電セラミック組成物 | |
| KR100250207B1 (ko) | 바이모프 액츄에이터용 압전 세라믹스 조성물 | |
| RU2047585C1 (ru) | Пьезоэлектрический керамический материал | |
| JPH06116010A (ja) | ビスマス層状化合物の製造方法 | |
| JPH01199482A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
| JP4788936B2 (ja) | 圧電磁器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070706 |