167661. lajstromszámú szabadalom • Eljárás piezokerámiai termékek előállítására
15 167661 16 A piezokerámiai termék előállítási eljárását az alábbiak szerint kivitelezzük: Kiindulási anyagként oxidok, karbonátok és fémhidroxidok, például: ZnO PbCO„ Ti02 Zr02 Nb2°5 wo3 Mg/OH/2 kerülnek felhasználásra. MnCO Mn02 Co /0H/2 Fe2 0 3 Az adott összetételnek megfelelően a kiindulási anyagokat 10 órán át, nedves állapotban golyóswalomban Őröljük. Ezután PbO-védőatmoszférában a szokásos kerámiai technológiát alkalmazva két műveletben hőkezelést végzünk az alábbi körülmények mellett: Hőmérséklet: 750-850 °C az első művelet időtartama: 4 óra a második művelet időtartama: 10 óra. Minőségi piezokerámia előállításához a ka> pott terméket melegen préselő eljárással IIOO-I25O °C-on, 200 kg/cm2 nyomáson 40 percig zsugorítjuk. Zsugorítás után a próbákat csiszoljuk. A próbákat elektródákkal látjuk el, hogy a kerámia piezoelektromos tulajdonságainak kialakításához szükséges polerizációt és az elektrofizikai paraméterek mérését kivitelezhessük. Ebből a célból a próbákat ezüstpasztabevonattal látjuk el és 800 °C-on tartjuk, A polarizációt szilikonolajban - amely szerves sziliciumvegyületet tartalmazó folyadék -, 90 °C-185 °C hőmérsékleten 25-45 percig 16,0 - 50,0 kV/cm térerősségű villamos térben végezzük, A próbák bevizsgálását a polarizációt követő 24 órában hajtjuk végre. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal tesszük szemléletessé: 1, példa Az alábbi mól^-os összetételű piezokerámiai terméket állítjuk elő: PbTi03 -42,5 PbNb 2 ^ 3 Zn 1//3 0 3 - 4,3 PbZr03 -40,7 PbNb 2 ^ 3 M gl ^ 3 0 3 -12,5 Kiindulási anyagokként az adott összetételnek megfelelően oxidok f karbonátok és f émhidroxidok, igy PbCO , TiO , ZrO , Nb 2 0 ^' Zn0 és Mg/0H/„ kerülnek felhasználásra. A kiindulási anyagokat nedves állapotban folyósmalomba tápláljuk, ahol 10 órán át őröljük. Ezután két műveletben a szokásos kerámiai technológiának megfelelően PbO-védőatmoszférában az alábbi körülmények mellett hőkézelünk: hőmérséklet: 850 °C első müvelet időtartama: 4 óra második müvelet időtartama: 10 óra Ezt követően a kapott terméket melegen préselő eljárással zsugoritjuk. A melegen préselő eljárás körülményei: hőmérséklet: 1200 °C, nyomás : 200 kp/cma időtartama: 40 perc. A polimerizációt szilikonolajban 100 C-on, 30 percig 25,0 kV/cm térerősségű villamos térben végezzük. A kapott termék elektromos paraméterei a következők: ^T^ = 2260 d = 6,6.10 CGS-egységekben Kp = 0,67; Q = 75 tg cf/gyenge villamos térben/ = 1,5 2. példa Az 1. példával analóg módon az alábbi mól$os összetételű piezokerámiai terméket állítjuk elő: 50 55 60 65 - 15,^5 PbZr03 - 32,4 PbNb2/3 Mg l/3 03 - 19,65 PbTiO - 32,5 PbNb2 /3 Zn l/3°3 A kapott termék az alábbi elektromos paraméterekkel rendelkezik: 10 ?T 33 d31 2500 „-6 Kp = 0,6 15 5,97.10 CGS-egységekben Q = 83 tg J~ /gyenge villamos térben/ = 1,6 ^ 3. példa Az alábbi mól^-os összetételű piezokerámiai terméket állitjuk elő: PbTiO. 40,0 PbZrO. - 1*8,6 PbNb2 /gZi^ ,3 0 3 PbNb2/3 Ms l/3°3 5,0 6,4 Módositó oxidként a kiindulási keverékhez 3,7 mól$ MnO_- t adunk. - 20 juk: Kiindulási anyagként az alábbikat választ-PbCOTiO„ Nb2 0 5 , ZnO, Mg/0H/2 , MnO, V 25 30 35 40 45 Fenti összetételnek megfelelően kiválasztott anyagokat nedves állapotban golyósmalomban 10 órán át őröljük. Ezután két műveletben a szokásos kerámiai technológiának megfelelően PbO-védőatmoszférában az alábbi körülmények mellett hőkezelünk: hőmérséklet: 850 °C az első müvelet időtartama: 4 óra a második müvelet időtartama: 10 óra. A kapott terméket melegen préselŐ eljárással, a következő körülmények mellett zsugoritjuk: hőmérséklet: 1200 C nyomás : 200 kp/cm* időtartara: 40 perc. A polarizációt szilikonolajban 100 C hőmérsékleten, 30 percig 30,0 kV/cm térerősségű villamos térben hajtjuk végre. A kapott termék elektrofizikai paraméterei a következők: £T33 = 405 d 31 = 1,52.10" CGS-egységekben Kp = 0,478 Q = 2185 "tg Ó /gyenge villamos térben/ = o,3 i° -. 1,6 %. 2 kV/cm esetén tg 4. példa A 3- példával analóg módon az alábbi mól>-os Összetételű piezokerámiai terméket állítjuk elő: PbTiOn ~3 - 42,5 PbZrO^ - 40,7 PbNb2/3 Zn l/3 0 3 M PbNb2/g Mg l/3 0 3 -12,5 A kiindulási anyaghoz 0,83 mol% CoO-t adunk. Az adalékot Co/0H/2 formájában a kiindulási komponensek keverése közben adagoljuk. A kapott piezokerámiai termék elektrofizikai paraméterei a következők: .-6 ^T 33 2240 d31 = 6,75-10 CGS-egységekben Kp zz 0,69 tg cf/gyenge villamos térben/= = 0,51° E = 2 kV/cm esetén tg cf = 9,2 %, Q = 222. A következő kiviteli példákat /5. példától a 75. példáig/ a főkomponensek arányának, az alkalmazott módositószer koncentrációjának, a zsugorítás és a polarizáció körülményeinek és az elektrofizikai paraméterek értékeinek feltüntetésével a 9. táblázatban foglaltuk össze. 8
