Ползуновский вестник (Dec 2022)
К ВОПРОСУ О ПОЛУЧЕНИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОЛСТОПЛЁНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ФОСФАТНЫХ СВЯЗУЮЩИХ И ПЬЕЗОКЕРАМИКЕ СИСТЕМЫ ЦТС
Abstract
В работе экспериментально подтверждена возможность получения пьезоэлектрического композиционного покрытия на основе фосфатного связующего и дисперсного пьезокерамического наполнителя на основе цирконата-титаната свинца. Дисперсный наполнитель получен предварительным спеканием керамики пьезокерамики до плотности 7,5 г/см3 и высокоэнергетическим помолом в планетарной шаровой мельнице. В качестве фосфатного связующего использована чистая ортофосфорная кислота и ортофосфорная кислота, пассивированная алюминием. Чистая и пассивированная ортофосфорная кислота введена в количестве 1, 5, 10, 15, 20 % сверх массы наполнителя. Компоненты смешаны и разбавлены водой до получения пастообразной консистенции. Паста нанесена на нержавеющую сталь методом трафаретной печати, высушена при комнатной температуре, покрыта графитовым электродом и поляризована в поле напряжённостью 1 кВ/мм при охлаждении от температуры 100 и 290 °C (температуры Кюри наполнителя). После каждого цикла поляризации измерены значения пьезомодуля d33, электрической ёмкости C0 и тангенса угла диэлектрических потерь tgδ. Пьезоэлектрические характеристики обнаружены только для покрытия, содержащего 10 % активной жидкой фазы: при меньшем содержании покрытие имело низкую прочность, при более высоком — не проявляло пьезоэлектрических характеристик после поляризации. Поляризация при охлаждении от температуры Кюри привела к значительному повышению d33, причём покрытие на основе пассивированной кислоты характеризуется вдове более высоким значением d33. На основании полученных результатов предложены механизмы формирования структуры и характеристик пьезопокрытия рассматриваемой системы. Указаны основные способы управления характеристиками получаемого покрытия: пассивация ортофосфорной кислоты, регулирование содержания активной жидкой фазы и термическая обработка нанесённого покрытия. Предложены дальнейшие направления работ с целью получения пьезоэлектрических покрытий на основе фосфатных связующих и пьезокерамического наполнителя.
Keywords
