Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе тройной системы Pb(La|,.,Nb,|2)0 - PbTiOlPbZrO , содержащий PbO, La.jO , , TiOj, ZrOj, MnOj, отличающийся тем, что, с целью повыпёния диэлектрическойпроницаемости, механической добротности, пьезодобротности и снижения диэлектрических потерь, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: РЬО66,476-67,318 ,450-4,852 ,000-3,958 ,280-1.0,362 ,046-18,161 МпО,0,388-0,523

(l9) . О!!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(у) С 04 В 35/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СЕИД":ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3671726/29-33 (22) 28.10.83 (46) 23.03.85. Бюл. II - 11 (72) Т.П.Кисель, 3.С.Бережная, Н.И.Ивашкова, О.С.Дидковская, В.В.Климов и С.М. Горшков(53) 666. 655(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 348128, кл. С 04 В 35/49, 1977.

2. Патент Японии N - 45-30152, кл. С 04, В 35/48, опублик. 1970. (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАИИКСКНА MATEPHAJI на основе тройной системы РЪ (1-а

TiO, ZrO, МпО, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьиайния диэлектрической проницаемости, механической добротности, пьезодобротности и снижения диэлектрических потерь, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:

Pb0 66,476-67,318

La 04 2, 450-4, 852

Nb Op 2,000-3,958

TiO 9,280-1.0,362

ZrO 15, 046-18, 161

Ипо 0,388-0,523 ! 1146

Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике, например, для изготовления различных пьезоэлектрических преобразователей (фильтров, трансформаторов).

Известен пьезоэлектрический материал на основе цирконататитаната свинца ЦТСС+-5 P) .

Однако данный материал обладает недостаточно, высокими значениями 1ð . диэлектрической проницаемости и механической добротности, повыпенными значениями диэлектрических потерь и температурного коэффициента частоты. И

Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьезоэлектрическйй материал на основе трой,. ной системы Pb(La((Nb(()01-. PbTiOg—

PbZrO1 (2), где содержание компонентов 20 составляет, мас ° X:

Pb (1.а Nb tf> ) Оэ0,5-6

PbTiO1 44-50

PbZ rO 55,5-44 с добавкой М02 сверх стехиометрии 25 в количестве 0,05-1 мас,X. Известная система твердых растворов описана в пределах концентрации компонента

РЬ(atiiNbi/)09 0,5-6 мол.X. Как показали йсследования, твердые растворы с содержанием этого. компонента 10—

20 мол.X обладают более высокими значениями диэлектрической проницаемости, механической добротности, отливаются удовлетворительной стабильностью резонансной частоты. 35

Цель изобретения — повышение диэлектрической проницаемости, механической добротности, льезодобротности и снижение диэлектрических потерь.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе тройкой системы

РЬ(Ба(1, ЯЪ, )0 - PbTi0 — PbZrO, содержащйй PbO, La Op, Nb20g, Ti02, 299 2

Ег02 Мпог содержит кочпо енты в следующем соотношении, мас.7.:

PbO 66,476-67,318

La 0 2,450-4,852

Nb zO< 2 000 2 958

Ti0 . 9,280-10,362

ZrO2 15,046-18,161

МпО 0,388-0,523

Материал получают следующим образом.

Шихту, состоящую из оксидов и карбонатов, подвергают помолу в шаровой или вибромельнице, брикетируют и обжигают при 920+10 С в муфельной печи в течение 2 ч. Скорость подъема температуры — 200-300 С/час. Брикеты измельчают в тонкий порошок с размером частиц 3-5 мкм, добавляют в качестве пластификатора ЗЖ-ный водный раствор поливинилового спирта в количества 3-5 мас.X и прессуют изделия заданной формы и величины. После сушки изделия помещают в печь и спекают при 1250-1270 С в течение 2 ч на подо ложках из двуокиси циркония или алунда. Охлаждение образцов естественное вместе с печью.

Полученные заготовки шлифуют до заданных размеров на шлифовальном станке. Серебряные электроды наносят на керамику вжиганием пасты, приготовленной из оксида серебра, буры, канифоли и скипидара, при 730 С в течение 10-15 мин. Поляризацию стандартных образцов осуществляют в электрическом поле напряженностью 35

40 кВ/см при 140 — 1О С в течение

1 ч в среде полиэтилсилоксановой жид" кости ПЭС-5. Состав и электрофизические свойства полученного материала, измеренные на образцах в виде дисков, приведены в табл. 1 и 2. Измерения проводят согласно ГОСТ ¹ 12370-80.

1146299

1 1

1 . I

N 1

l Ю

I М 1

I X

««

С«Ъ

С«Ъ С«Ъ С Ъ

О«СЧ ОЪ

С«Ъ Vi С \ л л л

Ю О О

СМ («

С Ъ л

О\ О«\

С«Ъ л л

О О

О 00

О

ОЪ СЧ л л мЪ О

«О ь л

«СЪ

О О

Ca««О б л л л

С« Ъ

00 л л

«О л

СО

0(I Ю

1 W

I M

I ! ! Ю

-H I

О л 00 л л 00

О

° - С(Ъ

О л

О 3 СЧ

О««О

СЪ л л

О О

О

СО

СЧ л

СС«

«/Ъ

00 л

О«

1

I !

1

О!Ъ л °

СЧ и(4

ОЪI Ф«

ОЪ О« л ° ь

СЧ

«»

1 Ю

О

О О

О Ю л л

C«! CV

О ь

О л

СЧ

О

С« л

CV ь нЪ б

С 4

О а «СЪ СЪ

3 л л л

СЧ 0«l « 3

СЧ сО «О О «О л л

С« Ъ

С4

Ъ

СО

«О 1 л л

«О

«О

«»

СО

ОЪ 00 л

К) «О

«О ЧР

С Ъ 00 (л

° СсЪ л л л л

«О «О

О

С Ъ

СЧ л л О

1 !

«aa . l ж

О, ф л С

К О (" .I

ОООО I

О0!й Z

1 !

1

«СЪ л

1О

ы

««

О (1 е лI ! Ж,О

I а 1 — ——

I Н.I

О О

1 f I Я

О

1 U 1 ! е"

1 1 «Л

1 1 1

Ch

СЪ 1

О

cv I

I

1

I !

О О

О О

1 О

С4

I I

I

I

1 (1

>f

Ц

«

316 и

1 1

М I О

О(0(0l I лЛ 1

В,, 1

I л С4 С Ъ «С««О Л

ll46299

И

Ж (Ъ Ж

Е» а Ы е чя

1» "9

3 и е о

Е-| Ы

Р I

1»

» е о о .

Е» и 0 е

Ь Е-| I

СЧ | л |:|

|О

f e

Е-| о а о ч»

e o

00» м

СО Ф (Ч (Ч (Ч CO

<»4»I о ь, а=

ccI. ь4,О

14 е о ж

Q о о сч о о м

Ф СО

Щ о м м

|-!

I

1.й о о а

6 о ф! о еео

g Е

1 м1 м eh! а! л л! о о!

1 л

Ж

Ц

Ф

° — О Ch а л л о о о о

|| \ л л о о о о о

eI о с|1 о о о о

|| е И Ф

ОЕ- е cJ о

|:|. е е е

Х ф ф ц хасэ а о

\ с

|о о е

О с|1 м

-Ф м

ozox в . е с.Л

1, о

Е»

И

oо I

1 и ! е А о v ! ж

Е С е о

К сч а а !» cv co

C) Ф м м м с»| сч а о со а а о:| сч th hl м cv сч о о о о о о

О О О О О О л 4I л л л л о о о о о о

Составитель Н. Соболева

Редактор И.Дербак Техред А.Кикемезей Корректор И.Эрдейи

Заказ 1309/19 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 1l

Как видно из табл. 2, на основе тройной системы РЬ(1.а, Nb, ) 0 —

PbTiO — PbZrO в морфотропной об" ласти при содержании Pb(1.а1 Nb<)01

10-20 мол.Х возможно получение пьезокерамических материалов с более высокими значениями диэлектрической проницаемости 6>> /f, механической т

46299 8 добротности Q», пьезодобротности

Kp. Qg, чем при содержании Pb(l.à,l

Nb >)Oy в пределах 0,5-6 мол.X согласно известному материалу. Кроме того, )керамика с низким содержанием

РЬ(1.а ИЬ н )Оз плохо спекается даже при увеличении температуры спекания до 1310оС.