Основы технологии изготовления высококачественных пьезокерамических элементов из материалов системы ЦТС с применением гидростатического прессования

• Автор: Погосов, Владимир Гургенович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 154 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА I. ВЗАИМОСВЯЗЬ СВОЙСТВ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ С ТЕХНОЛОГИЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ.

1.1 Особенности кристаллической структуры пьезокерамики и области ее применения

1.2 Влияние модифицирующих добавок на свойства пьезокерамики системы ЦТС

1.3 Синтез пьезокерамических материалов

1.4 Формование заготовок .

1.4.1 Одноосное прессование

1.4.2 Гидростатическое прессование

1.4.3 Горячее прессование

1.5 Обжиг пьезокерамики

1.6 Механическая обработка пьезокерамических элементов
1.7 Металлизация пъезокерамических элементов .
1.8 Поляризация пьезокерамических элементов ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Выбор материалов, форм и размеров элементов . .
2.2 Методики проведения экопериментов июследоваяий ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ
ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОРОШКА ПЬЕЗОКЕРАМИКИ СИСТЕМЫ ЦТС.
3.1 Анализ прессуемосги порошка пьезокерамики при приложении гидростатического давления
3.2 Разработка элементов технологии изготовления заготовок в виде дисков, колец и пластин .
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ОБЖИГА НА МИКРОСТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПЬЕЗОКЕРАМИКИ СИСТЕМЫ ЦТС
4.1 Анализ взаимосвязи плотности и среднего размера зерна с электрофизическими и механическими свойствами пьезокерамики, полученной с использованием гидростатического прессования
4.2 Исследование особенностей микроструктуры пьезокерамики, полученной с использованием гидростатического и одноосного прессования .
ГЛАВА 5. СРАВНЕНИЕ КАЧЕСТВА ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО И ОДНООСНОГО ПРЕССОВАНИЯНО
5.1 Сопоставление электрофизических и механических свойств пьезокерамических элементов в виде дисков
и колец.НО
5.2 Сопоставление временной стабильности электрофизических свойств пьезокерамики И
5.3 Сопоставление температурной стабильности электрофизических свойств пьезокерамики
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Целью настоящей работы явилось разработка основ технологии изготовления пьезокерамических элементов с использованием метода гидростатического прессования. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. В первой главе проводится обзор литературных данных по влиянию всех стадий технологии изготовления пьезокерамических элементов на их электрофизические и механические свойства. В резуль? Во второй главе обосновывается выбор используемых материалов и описываются используемые методики. В третьей главе проводится анализ прессуемости промышленного порошка пьезокерамики системы ЦТС при приложении гидростатического давления. Проведенный анализ показал, что гидростатическое прессование порошка пьезокерамики системы ЦТС необходимо проводить при давлениях 0-0 МПа. Кроме того, в третьей главе описываются элементы технологии получения заготовок в виде дисков, колец и пластин. В четвертой главе проводится исследование влияния режимов обжига на микроструктуру и электрофизические свойства пьезокерамики системы ЦТС. Проведенное исследование позволило установить зависимости плотности и среднего размера зерна от режимов обжига, взаимосвязь между плотностью и средним размером зерна пьезокерамики, и как, при этом изменяются электрофизические свойства. Обнаружено также, что температура обжига пьезокерамики оформленной в заготовку гидростатическим прессованием, при которой реализуется максимальный уровень электрофизических свойств, снижается на -Ю0°С по сравнению с температурой обжига пьезокерамики, оформленной в заготовку одноосным прессованием. Проведен анализ особенностей микроструктуры пьезокерамики, изготовленной с использованием гидростатического и одноосного прессования. В пятой главе проводится сравнение качества пьезокерамики, изготовленной с использованием гидростатического и одноосного прессования. Программы работ по внедрению изостатического прессования" на заводе "Аврора" г. Волгоград, договоров "Разработка и внедрение технологии изготовления пьезокерамических элементов с использованием изостатического холодного прессования" в ОКТБ "Пьезоприбор" и на предприятии п/я Г- с ожидаемым экономическим эффектом 4, тыс. По результатам диссертации опубликовано 7 печатных работ, получено I авторское свидетельство. Гтенсифшсации техно логических процессов. Москва, г. I Всесоюзной конференции по физико-химическим основам технологии сегнетоэлектрических и родственных материалов. Звенигород, г. Ш Всесоюзном семинаре "Прочность материалов и элементов конструкций при звуковых и ультразвуковых частотах нагружения". Киев, г. УП Всесоюзной конференции "Состояние и перспективы развития методов получения и анализа ферритовых, сегнето- и пьезоэлектрических, конденсаторных и резистивных материалов и сырья для них". Донецк, г. П Всесоюзной конференции по физико-химическим основам технологии сегнетоэлектрических и роственных материалов. Звенигород, г. I Школе по сегнето- пьезоэлектрическим материалам и методам их синтеза. Звенигород, г. Р ГЛАВА I. Особенности кристаллической структуры пьезокерамики и области ее применения. Среди различных классов пьезокерамических систем в настоящее время довольно широкое распространение получили материалы на основе твердых растворов цирконата-титана свинца (система ЦТС). Наиболее интересными с практической точки зрения в этой системе являются составы, лежащие вблизи морфотропной области. Морфотроп-ной области в системе ЦТС (сосгавы; имеющие и ромбоэдрическую и тетрагональную решетки) отвечают составы, лежащие в концентрационном интервале ,5 мол. РЬТ/0} - ,5 тл. РЬЫ> (пограничная тетрагональная композиция) и юл. РЬТ/ - мол. РЬ2г (пограничная ромбоэдрическая композиция) [I]. При синтезировании новых составов весьма важным является выявленные связи между электрофизическими и механическими свойствами пьезокерамики и ее кристаллической структурой. Так, в частности, на рис. Пунктирными линиями обозначена морфотропная область (МО). Так, цифрой "I" отмечена область составов с ромбоэдрической структурой с низкой диэлектрической проницаемостью при относительно высоком коэффициенте электромеханической связи и высокой механической добротностью.