Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий РЪО, ZrO, . Tid . Mo О О Т л И 2 J чающийся тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи и точки , снижения диэлектрической проницаемости и механической добротности, он дополнительно содержит GeOjf при следующем соотношении компонентов, мае.%: 67,2-67,5 РЬО 19,65-19,71 ZrOj 11,30-11,35 TiO 1Д-1|4 Bi-Oj Mobj 0,10-0,15 0,25-0,3 GeO

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) М59 4 В 35 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ,„,-:" с »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

67, 2-67,5

19,65-19,71

11,30-11,35

1 1-1 4.

0,10-0 15

0,25-0,3

РЬО

Zr 02

Ti 02

B iO >

М Э

GeOg

Ф \

° °

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф (21 ) 3445526/29-33 (22) 25 ° 05.82 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) A.È.Ñàâoñüêènà, Л.Д.Афанасенко, Ж.В.Петренко, В.A.Ïoëÿêoâ, Д.И.Ляхов .и В,A.Ðoãoçèí (53) 666.655 (088.8) (56) 1. Сможевская Е.Г., Фельдман Н.Б. Пьезоэлектрическая керамика ° "Советское радио", 1971, с.44-45.

2. Савенкова Г.E. и др. Электронная техника. Сер. 14, 1971, вып. 7, с. 32-38 (прототип). (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМН ЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий РЬО, УгО, Т10, В 03, Мо03, о т л и чающий ся тем, что, сцелью повыаения коэффициента электромеханической связи и точки К1ори, снижения диэлектрической проницаемости и механической добротности, он дополнительно содержит GeO при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

1077868

Изобретение относится к материалам, применяемым для изготовления пьеэопреобразователей ультразвуковых линий задержки (УЛЗ) приемников цветного телевидения.

Такие материалы должны обладать высокими значениями коэффициента электромеханической связи (К ) и температуры. точки Кюри (Т„C) при низких значениях механической добротности (Ц ) и диэлектрической проницаемости 3 /E ) .

В отечествен йй йромышленности .для преобразователей УЛЗ выпускаются материалы на основе твердых растворов цирконата-титаната свинца, легированные оксидом стронция (ЦТС-23) либо оксидами стронция и ниобия (ЦТС-19), либо оксидами стронция и кобальта (ЦТС-24) (11 °

В настоящее время эти составы не удовлетворяют растущие требования радиоэлектронной промышленности„ предъявляемые к преобразователям

УЛЗ цветного телевидения по комплексу свойств. Так, материал ЦТС-19 обладает низкими значениями коэффициента электромеханической связи (порядка 0 42) и температуры Кюри (290-305 С), а также высокой диэлектрической проннцаемостью (1600-1970). Материалы ЦТС-23 и

ЦТС-24 характеризуются более высокими значениями коэффициента электромеханической связи (порядка 0,540,55) и более низкими величинами диэлектрической. проницаемости (900-1450) ° Однако они имеют высокое значение механической доброт,ности (порядка «200) и низкую величину температуры Кюри (270-280), Высокое значение Я„, отрицательно влияет на амплитудйо-частотную характеристику пьезопреобразователей, низкая температура Кюри не позволяет наносить электроды на изделия более прогрессивными химическими методами при 150 С, так как при этом протекает частичная деполяризация. К тому же все указанные составы спекаются при высоких температурах (1260-1320 С) и требуют в связи с этим спекания керамики в защитной от улетучивания Pbo атмосфере.

Наиболее близким к данному является пьезоэлектрический керамический материал, представляющий твер- дый раствор цирконата-титаната свинца с 1-2 мол.Ъ Вi(Ио 2)03, .спекающийся при низкой температуре (« 1080 C). Этот состав обладает наиболее близким сочетанием электрофизических свойств для иэделий УЛЗ, чем предыдущие материалы 21.

Недостатком указанного материала являются высокие значения диэлектрической проницаемости (порядка

t, 1140) и механической добротности (82), относительно низкие значения коэффициента электромеханической связи («0,56) и точки Кюри (350ОС).

Цель изобретения — повышение

5 коэффициента электромеханической связи и точки Кюри, снижение диэлектрической проницаемости и механической добротности, Укаэанная цель достигается тем, 10 что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий Pbo, Zr02

TiO2, Bi2O3, MoOЗ, дополнительно содержит Ge02 прй следующем отношении компонентов, мас.Ъ:

РЬО 67,2-6.7,5

Z r o2 19,65-19,71

Tio2 11 30-11 35

В 203 1,1-1,4

Моор О, 10-0, 15

20 аеО 0,25-0,3

Пример 1. Для получения

1 кг пьезокерамического материала состава, мас.Ъг

67,2

19, 65

11,3

1,4

0,3

0,15

5р Керамику спекают в никелевых пакетах при 1140 С + 20 С в течение 2 ч на прокаленном диоксиде циркония.

Электрофизические свойства полу55 ченных образцов следующие: диэлектрическая проницаемость 788-1000; механическая добротность 66-76; коэффициент электромеханической связи

0,601-0,618; точка Кюри >360 С.

60 Пример 2. Для получения

1 кг пьезокерамического материала состава, мас.Ъ:

РЬО

Zr 02

Т 02

67,35

19,71

11,33

25 Рдо

2

В1 203

Ge 02

3 берут, r:

PbCOg 806,7 (при С = 83,3 мас.% Pbo)

Tiz< Zr<<>0 310,7 (при С = 99,6 мас.%)

3g Bi20 14,4 (С = 99,0 мас.Ъ)

GeO 3,0 (С = 99,4 мас.В) чо05 1,5 (С = 100 мас.Ъ)

Укаэанные компоненты смешивают в вибромельнице в течение 3 ч при.

4р отношении веса шихты к весу шаров

1:(6-8). Полученную шихту прокаливают в виде порошка в корундовых тиглях при 900оС в течение 5 ч.

Продукт синтеза подвергают помолу в вибромельнице до суммарной удельной поверхности порошка ) i 4500 см2/г. Аттестацию материалов

"проводят на дисках ф 10+1 мм по

ГОСТ 12370-72.

1077868

11, 35

1,1

0,25

0,10

1,22

0,27

0,12

67,5

19,70

РЪО

ZrOZ

Вернитрон

P ZT-5A

Отечественные материалы

Параметры

ЦТС-23

ЦТС-24

РЬ(гг т „,) О легированный

1-2 мол.%

В1(ае 3 ) О 3

Pb (Zr053Ti0p4 О легированный .

1-2 мол%

Bi (Mop ) 05 (прототип) ЦТС-19

1600-1970 900-1450 1090

Я/ О (м

1140

1700

75

200

0,42 - 0, 4-0,55, 0,48

0,60

0,56

290-305 270-280 357

350

365 Т спекания, ОС 1260-1300 1280-1320 1280-1320

1060

1080

Продолжение таблицы

Предлагаемый материал по примерам

Параметры

788-1000

66-76

0,601-0,618

915-965

73-74

0,605-0,612

886-918

71-76

0,603-0,608

KP о

T С

> 360

>360

> 360

Т спекания, ОС

1140

1140

1140

В12 02

Ge0>

МоО берут, r.: PbCO3 808,5 (при С = 83,3 мас.Ъ

Ti>+ Zrz330+311,65 (при С = 99,6 мас.

Bi 0 12,3 (С = 99,0 мас.Ъ)

Ое г 2,7 (С = 99,4 мас.Ъ)

Mo O> 1.2 (С = 100 мас.%)

Последующие операции проводят по примеру 1.

Электрофизические свойства полученных образцов следующие . Я33/g

f15-965, Q 73-74, К 0,605-0,612;

Т > 360 С.

Пример 3. Для получения

1 кг пьезокерамического материала состава, мас.Ъ: т102

Bi 203

GeO>

Мо О3

) 5 берут ) pbCO 810,3 (при С=83,3 мас.В РЪО)

Tie+>iry53O+,311,7 (при С = 99,6 мас.В)

Bi2O3 11,1 (при С = 99,0 мас.%)

GeOy 2,5 (С = 99,4 мас. Ъ )

1,0 1,0 (С = 100 мас.%)

Последующие операции проводят по примеру 1.

Электрофизические свойства полученных образцов следующие: f z>/K< т

896-918, Q 71-76 Kð 0,603-0,608;

Тк > 360оС.

В таблице приведены сравнительные данные злектрофизических свойств предложенного и известных материа-2() лов °

1077868

Составитель Н.Фельдман

Редактор О.Колесникова Техред О.Неце Корректор Г Решетннк

Заказ 857/15 Тираж 606 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из данных таблицы видно, что данный материал практически по всем электрбфизическим параметрам превос ходит и серийно выпускаемые, и известные отечественные материалы, а по сравнению с зарубежным обладает более низкой диэлектрической проницаемостью и температурой спекания.

Значительное улучшение электрофиэических свойств предложенного материала позволит повысить эффективность работы пьезопреобраэователей

УЛЗ приемников цветного телевидения, а также расширить область применения пьеэокерамики.