New Search

Export article
Open Access

THE PROSPECTS FOR INTENSIFICATION OF SINTERING OF PIEZOCERAMIC MATERIALS

M.A. Marakhovskiy, А. А. Panich
IZVESTIYA SFedU. ENGINEERING SCIENCES ; doi:10.18522/2311-3103-2020-3-213-219

Abstract: Исследована возможность вариации свойств пьезоэлектрических керамик разноготипа назначения. Цель исследования заключалась в вариации свойств путём изменениятехнологических факторов при изготовлении пьезокерамики без модифицирования их хи-мического состава. На важнейшем технологическом этапе – спекании – задаются плот-ность, твёрдость и прочность пьезокерамики, непосредственно влияющие на её электро-физические параметры, т.к. пьезоэффект – это электромеханическое преобразование.Особенный интерес представляют методы спекания объединяющие процесс консолидациичастиц с нагревом – горячее прессование и искровое плазменное спекание. Такие методы, засчёт создаваемого одноосного давления, интенсифицируют диффузионные процессы мас-сопереноса при спекании, способствуя получению пьезокерамики повышенной плотностипри одновременном понижении температур спекания. Однако, в отличие от горячего прес-сования, при искровом плазменном спекании между частицами порошка возникают искро-вые разряды, что в сочетании со сверхбыстрым нагревом (до 1000 ºС/мин), формируетмелкозернистую монофазную структуру керамики. Такая микроструктура способствуетповышению механических и электрофизических параметров получаемой керамики. Задачаисследования состояла в апробации предлагаемых методов спекания на пьезоэлектриче-ских материалах различных составов с целью управления их свойствами. В качестве объ-ектов исследования использовались пьезокерамические материалы на основе системы цир-конат-титаната-свинца и их модификации, в том числе многокомпонентные, имеющиевысокий прикладной потенциал, а также бессвинцовый сегнетоэлектричский материалBa0.55Sr0.45TiO3 (BST). Методом растровой электронной микроскопии установлены зависи-мости формируемой керамической структуры от метода спекания и от температурыпроцесса. Установлены закономерности «метод спекания – микроструктура – свойства».В результате исследования подтверждена эффективность методов горячего прессованияи искрового плазменного спекания в целях вариации свойств пьезокерамики различного ти-па назначения, что в совокупности с понижением температур спекания, а также сокра-щением длительности процесса (в 36 раз!) актуально с точки зрения энергосбережения.

Share this article

Click here to see the statistics on "IZVESTIYA SFedU. ENGINEERING SCIENCES" .
Back to Top Top