Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)4 С 04 В 35/00 ф а/ Б@г-- .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3793618/29-33 (22) 12.07.84 (46) 07.01.86. Вюл. Р 1 (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. M. А. Суслова (72) Е. Г. Фесенко, В. С. Филипьев, О. Н. Разумовская, Я. Е. Чернер, Л. M. Рудковская, B. П. Завьялов, P. А. Молчанова, В. Г, Крыштоп, А. Е. Панич и В; А. Сервули (53) 666.638(088.8) (56) Nagato К., Yamazaki Т., Okazaki К,, Dielectric and piezoelectric properties of hot-pressed

lead potassium niobate Ceramics, Proc, of the 2-meeting on ferroel

mat, and their appl. Kioto, 1979, р. 251-256.

„„SU„„1203078 А (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий PbNbaAe

K NbzOq, отличающийся тем, что, с целью повьппения анизотропин пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической связи, он дополнительно содержит

Nb Os при следующем соотношении компонентов, мас.X:

РЬИЬ Оь

К,ЯЬ O„

Nb zOs.

1203078

5 !

О!

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано в качестве материала при конструировании пьезокерамических устройств, в частности, акустических преобразователей с широким рабочим интервалом температур и минимальными амплитудами паразитных мод колебаний, вследствие высокой анизотропии пьезоэлектрических свойств (d gd < 1О, К 1„р 7), малой механической добротности 0 < (30) при высоких значени- ях dye 80 10 " Кл/н.

Для эффективной работы электромеханического преобразователя материал, из которого он изготовлен, должен наряду с высокими значениями коэффициента электромеханической связи основной толщиной моды кобебаний

К и пьезомодуля d33 обладать низкими значениями коэффициента электромеханической связи радиальных колебаний

Кр и пьезомодуля d q иметь низкую механическую добротность и высокую температуру Кюри (Тк).

Целью изобретения является повышение анизотропии пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической связи.

Введение NbqOg в систему PbNb10 KzNbq 0 приводит к увеличению на стадии спекания размеров кристаллитов до 100-200 мкм, что является одним из необходимых условий достижения высокого уровня пьезоэлектрических параметров.

Синтез составов керамического материала производят с использованием в качестве исходного сырья следующих реактивов: PbO (или РЬСОз) ч.д.а., NbzOg Нбо-Пт, К СОз х.ч.

Материал синтезируют методом твердофазных реакций. На первом этапе получают метаниобаты свинца (PbNbz0 ) и калия (KNb0@} .

Метаниобат свинца синтезируют из шихты PbO (или PbCOg ); Nb z 0 g — 1: 1, смешанных мокрым способом н» вибромельнице. Температура синтеза 9501000 С, продолжительность — 3 ч.

Спеки размалывают н шаровой мельнице. Для получения К1ЪР компоненты смешивают на вибромельиице .сухим способом и шихту подвергают двухкратному обжигу при 850 С (10 ч) и

950 С (5 ч). Синтез мятериала производят из смеси PbITbz(6, KNhO -.. н

ИЬ О5 однократным обжигом при 1!00 (, в течение i ч. Контроль за полнотой протекания реакции и 3а струK i.óðîé образовавшегося продукта осуществляют с помошью рентгенофазоного анализа (РФА).

Спекание образцов проводят методом горяч го прессования дрн температурах Т „« = 1250+20 С, дан,пении

2 10 Па, времени выдержки 40 мин.

06разцы имеют форму диска диаметром 10 мм и толщиной 0,5 мм.

Электроды наносят нжиганием серебряной пасты. Поляризацию образцов проводят в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 при температурах

140-15О С, в поле (4,0 — 5,5) 10 В/м.

Как видно из таблицы, материал имеет низкие значения диэлектрической проницаемости (215-430) и механической добротности (22-39) при довольно больших значениях коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний Y-((0,32-0,44) и пьезомодуля Из (б8-87) ° 10 Кл/Н.

Наиболее важным достоинством этого материала для акустических преобразователей является высокая анизотропия пьезоэлектрических свойств (Kj/Кр=4,2-7,4; dye/d),=5,410,2), а также высокая температура

Кюри (Т =539-553 С). Оптимальным со. держанием параметров обладает состав, содержащий 93,9б мол.% PbNb Oq, 2 948 моп,% KgNbg0 в и 3,56 мол.%

Nbz0з (состав 2 таблицы) .

1203078

Электрофизические параметры составов системы

PbNbgOa — KzNbzOg — NbpOg даны в таблице

Содержание компонентов, мол.%

СоПараметры став 33/1 ср&х10 К

К р 4 х10

Кл/Н

РЬНЬz Оа Kz"Ъ20

Ям

I

215 1,8 0,40 5,1 68

95,67 2,52 1,81

Составитель О. Самохина

Редактор Н. Егорова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

2 93,96 2,48 3,56 230 1 I 0,44 7,4 80

3 90,73 2,39 6,88 340 ),2 0 35 6,7 74

4 87,72 2,31 9,97 430 1,4 0,32 4,2 87

Заказ 8383/30 Тираж 604 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

6,9 22 553

10,2 23 550

9 1 34 546

5,4 39 539