КЕРАМИЧЕСКИЕ ОБЪЕМНОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПЬЕЗОМАТЕРИАЛЫ С ВЫСОКОЙ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ НА ОСНОВЕ ЛЕГИРОВАННОГО ТИТАНАТА СВИНЦА PBTI1-XZNXO3-2XF2Х(0 < X < 0,2)

Аннотация

В статье описано создание технологии керамических, объемночувствительных пьезоматериалов, способных сохранять высокие значения объемных пьезопараметров при температурах ≥ 200 °C. Эта технология включает в себя два этапа. Первый этап представляет собой низкотемпературной метод синтеза ультрадисперсных порошков базовых сегнетоэлектрических фаз системы (1-х)PbTiO₃ - хPbZnOF₂ (х = 0.05 – 0.19). Вторым этапом является применение технологии ступенчатого обжига прессзаготовок. Данный этап обеспечивает изготовление керамических объемночувствительных пьезоматериалов с зернами диаметром примерно 2 - 5 мкм и имеющих плотность не менее 94%, от теоретически возможной.

Показано, что рост мольной доли PbZnOF₂ в системе, способствует увеличению как относительной диэлектрической проницаемости полученных образцов керамических пьезоматериалов (ε^Т₃₃/ε_о), так и значений продольного пьезомодуля (d₃₃), тогда как значения объемного пьезомодуля (d_v) и объемной пьезочувствительности (g_v) проходят через максимум при х = 0.09 – 0,12. При этом ряд образцов пьезоэлектрических материалов изучаемой системы (0,08 ≤ х ≤ 0,14) сохраняют свою высокую пьезоактивность как на протяжении более 25 сут. при температурах до 260 °C, так и в режиме термоциклирования (8 циклов: 30 минутное нагревание до температуры 300 °C с последующим охлаждением). В частности, показано, что режиме термоциклирования значения их d₃₃ (при стандартных условиях) снижаются на 5 - 7%_, а ε^Т₃₃/ε_о - в среднем на 7%, что говорит о возможности использования этих материалов для создания ряда высокотемпературных пьезопреобразователей, работающих в указанных режимах.