Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ 1ШРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ гфсимущественно для частотно-селективных устройств, содержащий PbTiO , PbZrOj, PbW.jiin.jOj, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи при высокой температурной стабильности резонансной частоты и механической добротности, он дополнительно содержит PbA,jO при следующем соотношении компонентов, мол.%: 45,00 47,45 РЬТЮз 39,96 38,20 PbZrOj 11,53 10,77 РЬ№5,,,Оз 3,40 3,35 . PbASjO 0,25 0,10

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДелАм изОБРетений и ОТКРытий

ОПИСАН

И ДВТОРСИОВЖ (21) 3671500/29-33 (22) 07.12.83 (46) 07.01.85. Бюл. N 1 (72) Е.Г.Фесенко, А.Я.Данцигер, О.Н,Разумовская, P.Ó.Äåâëèêàíîâà, Л.Д.Гринева, В.С.Филипьев, .С.В.Гавриляченко, А.Е.Панич, А.Н.Клевцов, Я.С.Богданов, JI.À.Ðåçíè÷åíKî, В.А.Головнин, С.А.Громов, В.И.Ривкин и E.Ñ.Êóäðÿøîâ (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. С.А.Суслова (53) 666.655(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 8 10645, кл. С 04 В 35/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 489742, кл. С 04 В 35/00, 1974 (прототип) .

„„SU„„1133249

4(51).: С 04 В 35/49; Н 01 L41/18 (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ преимущественно для .частотно-селективных устройств, содержащий РЬТ10, РЪЕгОз, РЬБЬ2 Mn, О

РЪЫ1/2Мп 20 з, ч щ и тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи при высокой температурной стабильности резонансной частоты и механической добротности, он дополнительно содержит РЪА1, О при следующем соотношении компонентов„ мол.X:

PbTi0 45,00 — 47,45

PbZr0II

38,20 — 39,96

РЖЬ2(ЗМп, Оз 10.77 — 11.53

РЬА1 О 0,10 — 0,25

1133249

Таблица1

Состав, мол. 7

1 1

Состав

PbTi0> РЬЕгО РЬИЬ Ип О PbW Мп . О РЬА1 О

213 1Ь э

45,05 39,96 11,53

45,00 39,93 11,52

47,45 38,26 10,79

47,38 38,20 10,?7

44,88 39,80. 11,48

47,48 38.28 10„79

3,36

0,10

0,20

3,35

3,40

0,10

3,40

0,25

0,50

3,34

3,40

0,05

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано в радиоэлектронике для создания частотноселективных устройств (ЧСУ), в частности для широкополосных фильтров.

Известны пьеэокерамические материалы на основе многокомпонентных систем сегнетоэлектрических твердых растворов, предназначаемые для ис- ., 10 пользования в фильтровой технике (1$, Однако эти материалы имеют либо недостаточно высокие значения К, либо недостаточно высокую температурную стабильность резонансной 15 частоты, либо низкую механическую добротность.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьезо-, электрический керамический матери-, 2p ал (23, представляющий собой четырехкомпонентную систему, включающую

РЪТхО, PbZr03, РЬИЬ2 з 1п1!э О, РЬЦ, Мп / Оэ при следующем соотношении компонентов, мол.7: 25

PbTi0э 20,0 — 80,0

PP5Zr0 8,40 — 70,40

1,30 — 8,91

0,30 — 3,36

Однако одий из составов, лучший с точки зрения использования его в ЧСУ, имеет К =0,357, Q =2570, Еээ /Е =830, с ЕВИг=0,247 в интервале -60 — +80 С. Наличие в системе только одного. стабильного состава с недостаточно высоким Кр не позволяет использовать этот материал в широкополосных фильтрах.

Цель изобретения — повьппение коэффициента электромеханической связи при высокой температурной стабильности резонансной частоты и механической добротности.

Указанная цель достигается тем, e÷òî пьезоэлектрический керамический материал,,содержащий РЬТ О, PbZrO

PbNb Mn О, РЬИ (г Hn) О, дополни г!э тельно содержит РЬА6г, при следующем соотношении компонентов, мол.7.:

РЬ 03 45,00 — 4 7, 45

PbZr0 . 38,20 — 39,96

PbNbã/ð Мп„ э Оэ

Синтез составов предлагаемого пьезокерамического материала осуществляют по обычной керамической технологии двукратным обжигом: температура Т„=800 С, Т =850 С, продолжительность t =t =5 ч. Спекание прово 1 г дят в закрытом алундовом тигле в течение 1 ч. Температура спекания

1200 — 1225 С. Поляризацию всех образцов производят в силиконовом масле при 140 С в течение 45 мин в поле напряженностью 40 — 44 кВ/см с последующим охлаждением под полем до 90 С.

Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках предлагаемого материала приведены в табл. 1.

I !

1133249

Продолжение табл.1

Состав

Параметры

Е > /Ео) КР gQ> c&8/fr, Ж (-60 — +85) C т

900 0,47 1500

1000 0,49 1200

900 0,44 1300

950 0,45 1250

1100 0,45 1000

870 0,39 1600

0,24

0,25

0,23

0,25

0,50

0,30

Таблица 2

Материал

Электрические параметры сКО/fr в интервале

-60 -. +85 C

Кр

1 3

900 — 1000 0,44 - 0,49 1200 — 1500 0,23 — 0,25

Предлагаемый

Известный

830

0,357

2570

0,24

Как видно из табл. 1, предлагаемый материал обладает значительно более высокими по сравнению с извест-2 ным значениями Кр 0,44 — 0,49. При этом сохраняется достаточно высокая механическая добротность Q 1200—

1500. Величина d"f e/fr практически не изменяется по сравнению с извест- З ным материалом. Диэлектрическая проницаемость K изменяется в пределах

900 — 1000. Наилучшее сочетание параметров достигнуто в составе 1

; (E / Е„900; К р 0,47; О „1500»

Достигнутый уровень значений К

Р в предлагаемом материале значительно более высокий, чем в известном, деИЕ/fг 0,24ô и составе 2 (Е /Е, 10001 K p0,49; ()„, 1200; dTB/fr 0,252) Примеры 5 и 6 (табл. 1) демонстрируют ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентраций, нарушение этих пределов приводит к ухудшению температурной стабильности резонансной частоты, к понижению К или О .

В табл. 2 приведены электрофизи ческие параметры предлагаемого и известного материалов. лает его перспективным для эффективного использования в широкополосных фильтрах.

1133249

Составитель Н . Фельдман

Редактор И.Дербак Техред Ж.Кастелевич Корректор А Зимокосов

Заказ 9914/23 Тираж 605 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Сочетание в предлагаемом материа- ле высоких значений механической добротности с высокой температурной стабильностью является весьма благоприятным, так как позволяет улучшить характеристики широкополосных фильтров (точность настройки, остроту полосы пропускания, стабильность по температуре и т.п.), упростить схемные решения, увеличить надеж- 10

6 ность объектов радиоэлектронной техники, в которых используются устройства для стабилизации и фильтрации рабочей частоты электрических цепей.

Важным преимуществом предлагаемого материала является возможность спекания его по обычной керамической технологии, что упрощает процесс производства и экономит дорогостоящее оборудование.