20.07.2015
216.013.6483

ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002557278
Дата охранного документа
20.07.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области производства пьезокерамических материалов, предназначенных для изготовления излучателей и приемников ультразвука, электромеханических преобразователей. Технический результат изобретения заключается в повышении температурной стабильности пьезокерамики. Пьезокерамический материал содержит следующие компоненты, мас.%: PbO 56,649-60,431; SrO 0,332-2,375; NaO 0,376-0,888; BiO 3,557-8,401; ZrO 21,313-22,150; TiO 11,528-12,050. 4 табл.
Основные результаты: Пьезокерамический материал, включающий оксиды свинца, стронция, натрия, висмута, циркония и титана, отличающийся тем, что он содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области производства пьезокерамических материалов, предназначенных для изготовления излучателей и приемников ультразвука, электромеханических преобразователей.

Стабильность электрофизических свойств пьезокерамического элемента (пьезоэлемента) в течение его срока службы, а также воспроизводимость параметров определяется в первую очередь стехиометрической формулой используемого материала, а также качеством и стабильностью сырьевых материалов, используемых для производства пьезокерамических материалов, режимами основных технологических процессов (синтез материала, спекание заготовок, поляризация).

Известен пьезокерамический материал, включающий оксиды свинца, циркония, титана, стронция, вольфрама, висмута, кадмия и никеля при следующем соотношении компонентов, мас.%:

PbO 64,05-64,52
ZrO2 19,11-20,30
TiO2 10,92-11,52
SrO 1,54-2,25
WO3 0,23-0,62
Bi2O3 0,72-1,87
CdO 0,59-1,18
Ni2O3 0,59-1,18

(см. описание изобретения к патенту РФ №2288902, МПК C04B 35/491, публикация 10.12.2006).

Недостатком известного материала является низкое значение относительной диэлектрической проницаемости в сравнении с предлагаемым материалом.

Известен пьезокерамический материал, принятый в качестве прототипа, содержащий оксиды свинца, стронция, натрия, висмута, титана и циркония (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1840654, МПК C04B 35/472, публикация 20.05.2008).

Недостатком известного пьезокерамического материала является недостаточная температурная стабильность электрофизических свойств.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является получение пьезокерамического материала, обладающего улучшенной температурной стабильностью.

Техническая задача решается тем, что пьезокерамический материал включает оксиды свинца, стронция, натрия, висмута, циркония и титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

PbO 56,649-60,431
SrO 0,332-2,375
Na2O 0,376-0,888
Bi2O3 3,557-8,401
ZrO2 21,313-22,150
TiO2 11,528-12,050

Предлагаемый состав позволяет получить пьезокерамический материал, обладающий улучшенной температурной стабильностью и следующими электрофизическими параметрами:

- относительная диэлектрическая проницаемость εтззо: 2250-2800;

- пьезомодуль: d31=(200±35), 10-12 Кл/Н;

- пьезомодуль: d33=(470±70), 10-12 Кл/Н;

- тангенс угла диэлектрических потерь: tgδ≤1,9%.

Предлагаемый материал изготавливался по обычной «керамической» технологии.

При отработке технологии изготовления предлагаемого материала были изготовлены четыре партии шихты, содержащие оксиды свинца, висмута, циркония, титана, натрия и стронция в следующих мас.%:

шихта №1: PbO - 58,613; SrO - 1,473; Na2O - 0,600; Bi2O3 - 5,671; ZrO2 - 22,288; TiO2 - 11,355;

шихта №2: PbO - 58,704; SrO - 1,475; Na2O - 0,601; Bi2O3 - 5,680; ZrO2 - 21,883; TiO2 - 11,657;

шихта №3: PbO - 58,778; SrO - 1,477; Na2O - 0,601; Bi2O3 - 5,687; ZrO2 - 21,552; TiO2 - 11,905;

шихта №4: PbO - 58,860; SrO - 1,479; Na2O - 0,602; Bi2O3 - 5,695; ZrO2 - 21,182; TiO2 - 12,180

Соотношения компонентов в шихте №2 и 3 входят в границы предлагаемого изобретения, а соотношения компонентов в шихте №1 и 4 лежат вне заявленных границ.

Смешение компонентов производилось в вибромельнице в течение 50 минут. После чего шихта подвергалась синтезу (температурной обработке) при температуре T=870°C и выдержке при максимальной температуре 2,8 часа. Затем синтезированный материал подвергался помолу в вибромельнице в течение 20 минут до дисперсности Sуд=5500 см2/г. При изготовлении опытной партии производились физико-химические исследования материала в соответствии с действующим технологическим процессом (определение свободной окиси свинца, удельного веса материала). Проведен рентгенофазовый анализ (РФА) опытных партий синтезированного материала.

Прессование заготовок ⌀26×4,5 производилось при Руд=750-1500 кг/см2. Процесс спекания заготовок происходил при Τ=1180°С, с выдержкой при максимальной температуре 3 часа, с применением засыпки, обеспечивающей атмосферу паров PbO.

Механическая обработка проводилась методом шлифования алмазными кругами в размер ⌀20×1.

Металлизация заготовок проводилась нанесением серебросодержащей пасты методом шелкографии с последующим вжиганием пасты при температуре T=(800±10)°C в электрической туннельной печи.

Поляризация осуществлялась в установках камерного типа в воздушной среде по следующему режиму:

температура нагрева: T=210°C;

напряженность: E=0,8 кВ/1 мм;

охлаждение до 50°C.

Определение электрофизических параметров производилось в соответствии с ОСТ 11 0444-87 «Материалы пьезокерамические» после 5 суток старения.

В таблице 1 приведены электрофизические параметры пьезокерамических материалов, изготовленных из шихты при различных соотношениях компонентов.

В таблице 2 приведены для сравнения электрофизические параметры предлагаемого пьезокерамического материала, изготовленного из шихты №2, и серийно изготавливаемые зарубежные и отечественные пьезокерамические материалы, а также прототипа (см. Электронный каталог фирмы «MORGAN ADVANCED MATERIALS», США: http://http://www.morganelectroceramics.com/materials/soft-pzt/; Электронный каталог фирмы «APC International Ltd.», США: https://www.americanpiezo.corn/apc-materials/piezoelectric-properties.html; Электронный каталог фирмы «Ferroperm Piezoceramics», США: http://www.ferroperm-piezo.coni/; ОСТ 11 0444-87 «Материалы пьезокерамические»).

В таблице 3 приведены температурные зависимости электрофизических параметров пьезоэлементов, изготовленных из шихты №2 предлагаемого пьезокерамического материала в интервале температур от минус 60°C до плюс 85°C, проводимые по методу 205-2 согласно ГОСТ 20.57.406-81 «Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний».

Параллельно проведены аналогичные испытания по определению температурной зависимости электрофизических параметров пьезоэлементов, изготовленных из пьезокерамического материала, изготавливаемого из шихты №1, результаты которых представлены в таблице 4.

Из анализа таблицы 1 видно, что пьезокерамический материал, изготавливаемый из шихты №1, обладает лучшими электрофизическими параметрами по сравнению с предлагаемым пьезокерамическим материалом из шихты №2 и №3. Однако температурные уходы предлагаемого пьезокерамического материала значительно меньше температурных уходов пьезокерамического материала, изготавливаемого из шихты №1, о чем свидетельствует сравнение значений таблиц 3 и 4. Электрофизические параметры материала (см. таблицу 1), изготавливаемого из шихты №4, не удовлетворяют заявленным значениям.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет улучшить температурную стабильность пьезокерамического материала, обладающего заявленными электрофизическими параметрами.

Пьезокерамический материал, включающий оксиды свинца, стронция, натрия, висмута, циркония и титана, отличающийся тем, что он содержит следующее соотношение компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 13.
10.01.2013
№216.012.17e9

Продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок

Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию. Станок содержит станину, загрузочный и подающий механизмы, базовые направляющие, установленные в направлении обрабатывающей зоны станка. Обрабатывающая зона оснащена последовательно расположенными в направлении подачи заготовки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471613
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.08.2013
№216.012.644c

Способ отверждения карбинольного оптического клея "бальзамин-н"

Изобретение относится к отверждению карбинольного оптического клея, для использования в оптической, опто-электронной и электронной промышленности, и предназначено для склеивания оптических деталей из стекла и кристаллов со светоделительными покрытиями и без, светофильтров и поляроидов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491313
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.08.2014
№216.012.e871

Трансформатор с трехфазной и круговой обмотками

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, в частности в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты. Технический результат состоит в повышении качества питающего и выходного напряжения управляемого преобразователя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525298
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.07.2015
№216.013.60aa

Способ вибрационных испытаний радиоэлектронной аппаратуры

Изобретение относится к испытательной технике. Способ реализуют следующим образом. На испытуемое изделие воздействует гармоническая вибрация, воспроизводимая на вибростенде и являющаяся эквивалентной ударным воздействиям, возникающим при транспортировании изделия. Предварительно расчетом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556287
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.11.2015
№216.013.8fc4

Способ производства миниатюрного теплостойкого оптического кабеля повышенной прочности и кабель, полученный этим способом

Изобретение относится к оптическим монтажным кабелям и способам их производства. Согласно способу оптическое волокно подают в зону технологической обработки, где на него наносят буферный слой. После прохождения обработанным изделием системы роликов на него наносят буферный слой и повив...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568420
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.12.2015
№216.013.9e07

Способ поиска, обнаружения и слежения за местоположением подвижных подводных объектов технической природы в акваториях морей и океанов

Изобретение относится к области определения местоположения подвижных подводных объектов технической природы и может быть использовано при поиске и обнаружении подводных аппаратов и платформ. Достигаемый технический результат - увеличение дальности, угла обзора, а также повышение скрытности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572085
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.08.2016
№216.015.4f3c

Антенный пост в виде башенно-мачтовой конструкции с пониженной радиозаметностью

Изобретение относится к радиотехнике. Особенностью заявленного антенного поста является то, что металлические валы через редукторы и электромагнитную муфту сцепления соединены с возвратными электродвигателями, крепящимися к нижним бимсам, радиопрозрачные тяги, обеспечивающие продвижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595325
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51ab

Устройство защиты от импульсных помех

Изобретение относится к радарным системам с защитой от активных импульсных непреднамеренных радиопомех (НРП) радиоэлектронных средств (РЭС), расположенных на одном объекте. Достигаемый технический результат - уменьшение потерь полезной информации в защищаемых от импульсных НРП приемных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596148
Дата охранного документа: 27.08.2016
13.01.2017
№217.015.6b85

Астронавигационная система

Изобретение относится к высокоточным астроинерциальным навигационным системам для применения в составе пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Астронавигационная система, установленная на летательном аппарате, содержит бесплатформенную инерциальную навигационную систему, включающую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592715
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6b86

Способ стрельбы по движущейся цели

Изобретение относится к технике стрельбы по двигающимся целям и может использоваться в системах обнаружения и определения траектории полета поражающих целей. Технический результат - повышение точности. Для этого определяют точку встречи и момента встречи цели и снаряда, на основании оценок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592747
Дата охранного документа: 27.07.2016
Показаны записи 1-10 из 11.
10.01.2013
№216.012.17e9

Продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок

Изобретение относится к деревообрабатывающему оборудованию. Станок содержит станину, загрузочный и подающий механизмы, базовые направляющие, установленные в направлении обрабатывающей зоны станка. Обрабатывающая зона оснащена последовательно расположенными в направлении подачи заготовки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471613
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.08.2013
№216.012.644c

Способ отверждения карбинольного оптического клея "бальзамин-н"

Изобретение относится к отверждению карбинольного оптического клея, для использования в оптической, опто-электронной и электронной промышленности, и предназначено для склеивания оптических деталей из стекла и кристаллов со светоделительными покрытиями и без, светофильтров и поляроидов с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491313
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.68e3

Способ определения направления на гидроакустический маяк-ответчик по горизонтальному и вертикальному углу

Изобретение относится к области гидроакустики. Сущность: способ включает излучение судном сигнала запроса и прием пространственной антенной решеткой сигнала ответа от маяка-ответчика, пространственную антенную решетку разбивают на набор плоскостей таким образом, чтобы каждая плоскость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492498
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.08.2014
№216.012.e871

Трансформатор с трехфазной и круговой обмотками

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, в частности в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты. Технический результат состоит в повышении качества питающего и выходного напряжения управляемого преобразователя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525298
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.07.2015
№216.013.60aa

Способ вибрационных испытаний радиоэлектронной аппаратуры

Изобретение относится к испытательной технике. Способ реализуют следующим образом. На испытуемое изделие воздействует гармоническая вибрация, воспроизводимая на вибростенде и являющаяся эквивалентной ударным воздействиям, возникающим при транспортировании изделия. Предварительно расчетом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556287
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.11.2015
№216.013.8fc4

Способ производства миниатюрного теплостойкого оптического кабеля повышенной прочности и кабель, полученный этим способом

Изобретение относится к оптическим монтажным кабелям и способам их производства. Согласно способу оптическое волокно подают в зону технологической обработки, где на него наносят буферный слой. После прохождения обработанным изделием системы роликов на него наносят буферный слой и повив...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568420
Дата охранного документа: 20.11.2015
27.12.2015
№216.013.9e07

Способ поиска, обнаружения и слежения за местоположением подвижных подводных объектов технической природы в акваториях морей и океанов

Изобретение относится к области определения местоположения подвижных подводных объектов технической природы и может быть использовано при поиске и обнаружении подводных аппаратов и платформ. Достигаемый технический результат - увеличение дальности, угла обзора, а также повышение скрытности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572085
Дата охранного документа: 27.12.2015
27.08.2016
№216.015.4f3c

Антенный пост в виде башенно-мачтовой конструкции с пониженной радиозаметностью

Изобретение относится к радиотехнике. Особенностью заявленного антенного поста является то, что металлические валы через редукторы и электромагнитную муфту сцепления соединены с возвратными электродвигателями, крепящимися к нижним бимсам, радиопрозрачные тяги, обеспечивающие продвижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595325
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51ab

Устройство защиты от импульсных помех

Изобретение относится к радарным системам с защитой от активных импульсных непреднамеренных радиопомех (НРП) радиоэлектронных средств (РЭС), расположенных на одном объекте. Достигаемый технический результат - уменьшение потерь полезной информации в защищаемых от импульсных НРП приемных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596148
Дата охранного документа: 27.08.2016
13.01.2017
№217.015.6b85

Астронавигационная система

Изобретение относится к высокоточным астроинерциальным навигационным системам для применения в составе пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Астронавигационная система, установленная на летательном аппарате, содержит бесплатформенную инерциальную навигационную систему, включающую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592715
Дата охранного документа: 27.07.2016

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД