Пьезоэлектрический керамический материал
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ПЬЕЗОЭЛЕКТТИЧЕСКИЙ Ю РАКИЧЕСКШ МАТЕРИАЛ, содержащий РЬО, TiOj, , BijO , отличающийся тем, что, с целью повышения пьезоактивяости и снижения диэлектрических потерь, он дополнительно содержит SrO и 1 при следующем соотношекии компояеитов , мае.%: 55,30-66,22 РЬО TiO 19,79-23,70 кли. 1,,41-1,74 , , 3,84-10,76 2,18-6,11 NbjOy o 1,70r4,77 SrO 0,66-1,86 MgO
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (39) (I l) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н kBTOPCKOMV СВЩРтегвствм (21) 3615750/29-33 (22) 05.07.83 (46) 23.03.85. Бюл. В 11 (72) P. 3. Клейне, Л.Г.Косяченко, Э.Ж.Фрейденфельд, Ю.Н.Веневцев и Э.А.Йокста (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 666.655(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 667530, кл. С 04 В 35/00, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 998431, кл. С 04 В 35/49, 1981 (прототип).
4(н) С 04 В 35/46 Н 01 L. 41/18 (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ KEPANHЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий PbO, Ti0, 1а,0 или Ы,0, В1,0 Nb
Pb0 $5,30-66,22
Ti0g 19,79-23,70
Ьа 0 . или, Я4 0 1,,41-1 74
В,о> 3,84-10,76
Nb 0 2, 18-6 ° 11
Sr0 1,70г4 77
Ng0 0,66-1,86
1146297
Изобретение относится к пьезоэлектрическим материалам и может быть использовано для изготовления пьезоэлектрических фильтров, СВЧ резонаторов и в других устройствах, требующих сочетания большого пьезоэффекта, низких диэле фических потерь и температурной стабильности резонансной частоты, Известны пьезоэлектрические кера- IO мические материалы на основе
PbTiO Я, Одйако эти материалы характеризу-. ются недостаточно высокими пьезоэлектрическими характеристиками. 15
Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьезоэлектрический керамический материал (2), содержащий, мас.%:
РЬО . 53,98 65,64
TiO 19 32-23,50, Lа 0> или
Nd 10 1,38-1,74 ВаО 2,50-6,89
В1. 01 3,81-10 51 25
МпО 0,71-1,95
ИЬ О 2,16-5,97
Характеристики материала: пьезомодуль d>> (48-85) 10 К/Н, тангенс угла диэлектрических потерь 0,010- ЗО
)0,О25.
Однако пьезоактивность известного материала недостаточно высока.
Цель изобретения — повышение пьезоактивности и снижение диэлектричес; ких потерь пьезоэлектрического кера35 мического материала. указанная цель достигается тем, что известный пьезоэлектрический керамический материал, содержащий
PbO, TiO2, Là О или Nd O, Bi 0 и
Nb 0, дополйительно содержит SrO„
Ng0 при следующем содержании компонентов, мас.%4
РЬО 55,30-66,22
TiO 19,79-23,70
La 0 или
1,41-1,74
В"203 3 84-10,76
Nb 0 . 2;18 6,11
Sr0 1,70-4,77
Xg0, 0,66-1,86
Получение предлагаемых составов осуществляется путем смешивания предварительно синтезированных (РЬОо <<
Ьа )ТхО Мхи (РЬ Ndppg)Ti0 и
7,50-7,80
0,005-0,010
350-400
О, 12-0,22 (SrBi) (NgNb)O< При этом содержание, (SrBi)(MgNb)O лежит в интервале от
5 до 15 мас.%.
Синтез титана осуществляют при
850 С в течение 3 ч. Брикеты после о синтеза измельчают в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта в течение 24 ч, куда добавляют добавку (SrBi)(MgNb)О . Эту добавку синтезируют при 1160PC,в течение 5 ч. После помола и гомогенизации смесь высуши" вают и прессуют диски диаметром
10 мм. Спекание проводят при 1170—
1200 С в теяение 1 ч, i
После шлифовки на образцы вакуумным напылением наносят алюминиевые электроды. Поляризацию осуществляют в полисилоксановой жидкости при 180200 С в течение 4 ч в поле 30-45, см . о
Полученные образцы имеют следующие свойства:
Температура спекания, С 1170-1200
-у
Плотность Р 10
Kr/Mç . Диэлектрическая проницаемость, 33 о 200-320
Тайгенс угла диэлектрических потерь tg 8
Точка Кюри Т, С
Пьезомодуль
d,М.10!2, Кл/Н 60-120
Коэффициент электромеханической связи, Р
Механическая добротность Я. 1000-2000
Температурный коэффициент частоты (-80 — 100ОС)
ТКЧ 10
От -30 до -50
В:табл. 1 приведены составы материала, а в табл. 2 — свойства для указанных составов..
Предлагаемый пьезоэлектрический керамический материал может найти применение в пьезотехнике в качестве пьезоэлектрических фильтров и в электроакустических приборах. Высокие и стабильные свойства пьезокерамического материала обеспечат повышение надежности работы аппаратуры.
1146297
3 ° . г
Таблица 1
Фазовый состав материала, мас.Ж
Пример
1 1 (РЬ La )TiO или (РЬ q N+qP Тд0 (seBi) (MglNb) то. В,î И80 аО ЫО
ВЬ 0
90 l0 60,54 21,67.- 4,21
7,89.
20, 50, 35 18,02 I !
l ев ° ° е
° в анан в, ивю мю н н е. В примерах 1-3,6 " (Рь ьа „17т403, в nyineepax 4, 5 и 7(РЬ Nd ) ТъО
l ТаРлица 2
6,15 13,89 2,37
1833 6815 !3889 2,39. 7,87
80
Примеч а,Свойства
4 1 5
Температура спека1ния, С
1Плотность, 5-10, кг/м
1170 1180
1190 1180
7,70 7,75
1200 1180 - 1170
7,50 7,40
7,65
7,50 7,80
Диэлектрическая проницаемость,Е
Диэлектрические потери, tg o
200
200 240
290 280
300
320
О, 007 0,008 0,015 0,020
0,008. 0,010 0,005
270 260
390 270
370
380
Температура Кюри 400
100
40 38
120
10 9
19 18
20
Механическая добротность, Я11
Температурный коэффициент
-6 частоты, ТКЧ 10
1800
1000
-70 -80
-40 -30
-40. -30
-50
ИНИИЙИ Заказ 1309/18 Т аж 605 - По ссоре
Филиал ШШ такт ° r.Улиарод, ул.Щ оектааа, 4
Пьезомодуль а,„: 10", К /Н
Коэффициент электромеханическойй связи К . Х
1 Состав материала в окислах, мас.3
5 i66,22 23,70 1,70 - 1,70 3,84 0,661 2,18
1p . 60856 21 63 i 55 - 3829 7842 1,28 4,22
4,77 10,76 l,86! 6,11 !
I ,74 1,70 3,84 0,66 2,18
Показатели по примеру
2 3 6 7
2000 1 200 1 600 1 250 1240