SU897759A1 - Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate - Google Patents

Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate Download PDF

Info

Publication number
SU897759A1
SU897759A1 SU802903062A SU2903062A SU897759A1 SU 897759 A1 SU897759 A1 SU 897759A1 SU 802903062 A SU802903062 A SU 802903062A SU 2903062 A SU2903062 A SU 2903062A SU 897759 A1 SU897759 A1 SU 897759A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
basic zirconium
bismuth
manganese
titanate
carbonate
Prior art date
Application number
SU802903062A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Иосифовна Савоськина
Леонид Давыдович Афанасенко
Владимир Никифорович Походенко
Нина Ивановна Талах
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3481
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3481 filed Critical Предприятие П/Я А-3481
Priority to SU802903062A priority Critical patent/SU897759A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU897759A1 publication Critical patent/SU897759A1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

( СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНАТО-ТИТАНАТА СВИНЦА(METHOD FOR OBTAINING PIECO-CERAMIC MATERIALS BASED ON LEAD CIRCONATATE TITANATE

II

Изобретение относитс  к способам получени  пьезокерамических материалов - легированных Zn, Bi, Mn либо Zn, Bi, Mn, Sr твердых растворов цирконата-титаната свинца (ЦТС), примен емых в пьезотехнике.The invention relates to methods for producing piezoceramic materials doped with Zn, Bi, Mn or Zn, Bi, Mn, Sr solid solutions of lead zirconate titanate (PZT) used in piezoelectric engineering.

Известен способ получени  легированных Zn, Bi, Mn либо Zn, Bi, Mn,Sr твердых растворов цирконато-титаната Свинца, заключающийс  в смешении порошкообразного карбоната свинца с окислами титана, циркони  и легирующих металлов с последующим прокаливанием полученной шихты при , помолом и спеканием готового Продукта 1 и 2.A method is known for producing Zn, Bi, Mn or Zn, Bi, Mn, Sr alloyed solid solutions of lead zirconato-titanate, which consists in mixing powdered lead carbonate with oxides of titanium, zirconium and alloying metals, followed by calcining the resulting mixture during grinding and sintering the finished product 1 and 2.

Керамика из приготовленных таким способом порошков спекаетс  при высокой температуре (1100 + 20С), при этом она обладает низкими величинами коэффициентов электромеханической св зи (0,25 - 0,42).Ceramics from powders prepared in this way are sintered at high temperature (1100 + 20 ° C), while it has low values of electro-mechanical coupling coefficients (0.25 - 0.42).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результатуThe closest in technical essence and the achieved result

 вл етс  способ получени  пьезокерамических материалов на основе ЦТС прокаливанием шихты, приготовленной, осаждением из водных растворов соединений свинца и легирующих добавок на твердую фазу соединений титана и циркони  при рН 8,5 - . В качестве осадител  по этому способу используют смесь растворов концентрированного аммиака (20 - 25%) и кар10 боната аммони  в отношении 1:8 - 1:10is a method for producing PTS-based piezoceramic materials by calcining a mixture prepared by precipitating from aqueous solutions of lead compounds and alloying additives on the solid phase of titanium and zirconium compounds at pH 8.5. A mixture of solutions of concentrated ammonia (20-25%) and ammonium carbonate in the ratio of 1: 8-1: 10 is used as a precipitant according to this method.

3.3

Недостатком способа  вл ютс  низкие значени  электрофизических параметров .The disadvantage of this method is the low values of the electrophysical parameters.

1515

Цель изобретени  повышение коэффициента электромеханической св зи керамики при сохранении стабильности остальных электрофизических параметров цирконата-титаната свинца, леги The purpose of the invention is to increase the electromechanical coupling coefficient of ceramics while maintaining the stability of the remaining electrophysical parameters of lead zirconate titanate

20 рованного Zn, Bi, Mn или Zn, Bi, Mn, Sr.20 Zn, Bi, Mn or Zn, Bi, Mn, Sr.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  пьезокерамических материалов на основе цирконата-титаната свинца осаждением с помощью карбоната аммони  соединений свинца и легирующих металлов из растворов их солей на порошкообразные соединени  циркони  и титана с последующими операци ми прокаливани  помола и спекани  осаждени  ведут при рН 7,8 - 8,2. Кроме того, осаждение ведут на кристаллоподобную карбонизированную гидроокись титана и основной карбонат циркони , предварительно высушенные в тонком слое при 80 - При отклонении от указанных преде лов рН в процессе осаждени  всех ком Ьонентов не достигаетс  полнота осаж дени  легирующих металлов, что ведет к сдвигу химического состава материалов . При этом наблюдаетс  резкое . ухудшение величины коэффициента электромеханической св зи. При замене титан- и цирконийсо (Цержащего сырь  на окислы или другие соединени  либо изменений условий ег термообработки температура спекани  керамики увеличиваетс  на 170 - 250 Пример. В реактор-осадител снабженный мешалкой, заливают рассчитанные объемы растворов азотнокислых солей. Перед введением раствора висмута азотнокислого во избежание его гидр лиза приливаетс  1,32 л азотной кислоты (d 1,35). Затем в реакторосадитель загружают кристаллоподобную карбонизированную гидроокись ти , тана и основной карбонат циркони . Полученную суспензию перемешивают в течение 30 - 0 мин, а затем прили вают раствор карбоната аммони  со скоросью 15 - 20 л/ч до рН 7,8 - 8,2. Суспензию выдерживают при перемешивании в течение 2-3 ч. После этого осадок отдел ют на НУТЧ-фильтре от маточного раствора и прокаливают в виде пасты при в течение 5 ч. Синтезированные порошки подвергаютс  вибропомолу до суммарной удельной поверхности 7/А500 см /г, после чего их спекают в виде дисков 020 х 1 мм и измер ют электрофизические свойства . Объемы растворов азотнокислых солей и количество порошкообразных соединений дл  получени  20 кг пьезокерамических материалов- на основе легированных твердых растворов цирконата-титаната свинца представлены в табл. 1 и 2 соответственно. В табл. 3 приведены значени  коэффициента электромеханической св зи (Кр) , материала в зависимости от рН на стадии осаждени . В табл. 4 представлена зависимость температуры спекани  порошков из легированного цирконата-титаната свинца от примен емого титанового и циркониевого сырь . В табл. 5 приведены электрофизические свойства керамики, изготовленной из легированных твердых растворов ЦТС. Предлагаемый способ позвол ет снизить температуру спекани  керамики до 930 4 20°С, повысить величины коэффициента электромеханической св зи до 0,5 (дл  ЦТС-35) до 0,32 (дл  ЦТС-З и дл  ЦТС-33) при сохранении высокой стабильности всех остальных параметров. Таблица 1This goal is achieved in that according to the method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate titanate, precipitating lead compounds and alloying metals with ammonium carbonate from solutions of their salts onto powdered zirconium and titanium compounds followed by calcining the grinding and sintering the precipitation is carried out at pH 7 , 8 - 8.2. In addition, precipitation leads to crystal-like carbonized titanium hydroxide and basic zirconium carbonate, previously dried in a thin layer at 80 - When the pH deviates from the indicated limits during the precipitation of all components of the components, the precipitation of alloying metals is not achieved, which leads to a shift in the chemical composition materials. A sharp is observed. deterioration of the value of the electromechanical coupling coefficient. When replacing titanium and zirconium oxide (ferrous raw materials for oxides or other compounds or for heat treatment conditions), the sintering temperature of ceramics increases by 170 - 250 Example. In the precipitator equipped with an agitator, the calculated volumes of solutions of nitrate salts are poured. Before introducing bismuth nitrate to avoid its hydrolysis is added with 1.32 l of nitric acid (d 1.35). Then, crystal-like carbonized hydroxide, tannane and basic zirconium carbonate are loaded into the reactor. The mixture is stirred for 30–0 minutes, and then an ammonium carbonate solution is added at a rate of 15–20 l / h to a pH of 7.8–8.2. The suspension is kept under stirring for 2–3 hours. After that, the precipitate is separated on the NUTCH filter from the mother liquor and calcined in the form of a paste for 5 hours. The synthesized powders are subjected to vibratory milling to a total specific surface of 7 / A500 cm / g, after which they are sintered in the form of 020 x 1 mm discs and the electrophysical properties are measured. The volumes of solutions of nitric acid salts and the amount of powdered compounds to obtain 20 kg of piezoceramic materials based on doped solid solutions of lead zirconate titanate are presented in Table. 1 and 2 respectively. In tab. Figure 3 shows the values of the electromechanical coupling coefficient (Kp) of the material as a function of pH during the precipitation stage. In tab. Figure 4 shows the dependence of the sintering temperature of powders from doped lead zirconate titanate on the titanium and zirconium raw materials used. In tab. 5 shows the electrophysical properties of ceramics made from alloyed solid solutions of PZT. The proposed method allows reducing the sintering temperature of ceramics to 930 4 20 ° С, increasing the values of the electromechanical coupling coefficient to 0.5 (for PZT-35) to 0.32 (for PZT-3 and for PZT-33) while maintaining high stability all other parameters. Table 1

Свинец азотнокислыйLead nitrate

Стронций азотнокислыйStrontium nitrate

56,3656,36

56,0956.09

Claims (3)

1,511.51 Марганец азотнокислыйManganese nitrate Цинк азотнокислыйZinc nitrate Висмут азотнокислый ЦТС-35 ЦТС-3 ЦТС-33 Карбонизированна  гидроокись титанаBismuth nitrate TsTS-35 TsTS-3 TsTS-33 Carbonized titanium hydroxide Основной карбонат циркони Basic zirconium carbonate Продолжение табл, 1Continued tabl, 1 3J7 3J7 3,17 5,61 5,61 1,81 1,833.17 5.61 5.61 1.81 1.83 Таблица 2table 2 ,31, 31 Ц,ЦC, C 3,773.77 6,526.52 6,396.39 7,56 0,98(РЬо ) 9 То ЗО,- 0,02Zr{B1i,5 Нп,Д )0 0,98( -1 СИ °5- 0,02Zr()0, 0,98Pb(Znj,2 0% 0,02Zr( 7.56 0.98 (Pbo) 9 To SO, - 0.02Zr {B1i, 5 Нп, Д) 0 0.98 (-1 SI ° 5- 0.02Zr () 0, 0.98Pb (Znj, 2 0% 0.02Zr ( 0,92.0.92. 0,3300.330 0,331 0.331 0,5070.507 0,+96 0,3260, + 96 0.326 0,4890.489 0,319 0,328 0.319 0.328 0,5070.507 0.378 0,250 0, 0.378 0.250 0, 0,3650.365 0, 0,2300, 0.230 Основной карбонат циркони  после распылительной сушкиBasic zirconium carbonate after spray drying Двуокись титана ТС Dioxide titanium TC Двуокись циркони  анатазной модификацииAnatase Zirconia Основной карбонат циркони  после распылительной сушкиBasic zirconium carbonate after spray drying Основной карбонат циркони , высушенный при Во - 120 в тонком слоеBasic zirconium carbonate, dried at B-120 in a thin layer Продолжение табл.3Continuation of table 3 По вл ютс  вматочном растворе ионы марганца , висмута и цинка ( последний в значительных количествах).The solution in solution is manganese, bismuth and zinc ions (the latter in significant quantities). Таблица kTable k ИбоFor 1100 + 201100 + 20 1100 + 201100 + 20 930 + 20930 + 20 Фоомула изобретени  1. Способ получени  пьезокерамических материалов на основе цирконато-титаната свинца осаждением с помощью карбоната аммони  соединений свинца и легирующих добавок из раствора их солей на п .рошкообразные соединени  титана и циркони  с последующими операци ми прокаливани , помола и спекани , отличающийс   тем, что, с целью повышени  коэффициента электромеханической св зи при сохранении стабильности других электрофизических параметров цирконато-титаната свинца, легированного цинком, висмутом, марганцем или цинком , висмутом, маргенцем или стронцием , осаждение ведут при рН 7,8-8,2.Foomul of the Invention 1. A method for producing piezoceramic materials based on lead zirconato-titanate by precipitating lead compounds and ammonium carbonates from ammonium carbonate with ammonium carbonate from a solution of their salts onto a powder-like compound of titanium and zirconium followed by calcination, grinding and sintering operations, , in order to increase the electromechanical coupling coefficient while maintaining the stability of other electrophysical parameters of lead zirconate-titanate doped with zinc, bismuth, manganese or zinc com, bismuth, manganese or strontium, precipitation is carried out at a pH of 7.8-8.2. Таблица 5Table 5 2. Способ по п. 1, отличаю щ и и с   тем, что, с целью снижени  температуры спекани , осаждение ведут на кристаллоподобную карбонизированную гидроокись титана и основной карбонат циркони , предварительно высушенные в тонком слое при2. The method according to claim 1, characterized by the fact that, in order to reduce the sintering temperature, the precipitation leads to crystal-like carbonized titanium hydroxide and basic zirconium carbonate, previously dried in a thin layer with .. 8P Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Авторское свидетельство СССР N 286012, кл. Н 01 В 3/00, 1968,1. USSR author's certificate N 286012, cl. H 01 B 3/00, 1968, 2.Авторское свидетельство СССР N , кл. Н 01 L 21/32, 1970.2. USSR author's certificate N, cl. H 01 L 21/32, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР f 509553, кл. С 04 В 35/00, 137.3. Authors certificate of the USSR f 509553, cl. C 04 B 35/00, 137.
SU802903062A 1980-03-28 1980-03-28 Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate SU897759A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802903062A SU897759A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802903062A SU897759A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU897759A1 true SU897759A1 (en) 1982-01-15

Family

ID=20886675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802903062A SU897759A1 (en) 1980-03-28 1980-03-28 Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU897759A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111362695A (en) * 2020-03-18 2020-07-03 广州凯立达电子股份有限公司 Lead zirconate titanate piezoelectric ceramic and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111362695A (en) * 2020-03-18 2020-07-03 广州凯立达电子股份有限公司 Lead zirconate titanate piezoelectric ceramic and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100583844B1 (en) Barium titanate and its production method
US7431911B2 (en) Barium titanate and production and process thereof
JP3284413B2 (en) Method for producing hydrated zirconia sol and zirconia powder
CN1119627A (en) Metal tungstates and method of preparing them and their use
JPS6214489B2 (en)
JPS627160B2 (en)
CN1009456B (en) Fine coagulated particles of ultrafine monoclinic zirconia crystals oriented in fiber bundle-like from and method of manufacturing them
SU897759A1 (en) Method of producing piezoceramic materials based on lead zirconate-titanate
KR100250024B1 (en) Process for the production of lead metal niobates
US5366718A (en) Process for producing columbite-type niobate and process for producing perovskite-type compound therefrom
EP0187383B1 (en) Method for producing bismuth titanate fine powders
JPH0527571B2 (en)
JPS62187116A (en) Production of pzt type piezoelectric ceramic powder sinterable at low temperature
JPH0262496B2 (en)
JP2865975B2 (en) Method for producing lead perovski type compound
SU295407A1 (en) Method of preparing capacitor material
JPH0427168B2 (en)
JP3103165B2 (en) Method of manufacturing piezoelectric body
SU570553A1 (en) Method of preparing lithium metaniobate
SU509553A1 (en) The method of obtaining piezoceramic materials
SU706373A1 (en) Method of producing lead-lanthanum zirconate-titanate
SU1134545A1 (en) Method for producing titanium dioxide
SU1752521A1 (en) Method of manganese-zinc ferrite powder preparation
JP2915512B2 (en) Manganese whisker manufacturing method
JPH0262497B2 (en)