975681 - Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/= вЂ”вЂ”

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01. 81 (2>) 3270457/29-33 (51) М. КП °

С 04 В 35/49 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий ($3) УДК 666 . 655 (088. 8) Опубликовано 2311.82, Бюллетень ¹43

Дата опубликования описания 23 .11. 82

Е.Г.Фесенко, А.Я.Данцигер, О.Н.Разумовская, Н.В.Дергунова, С.И.Дудкина, A.Н.Клевцов и В.A.Ñåðâóëè

1 (72) Авторы изобретения

Ростовский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания высокочастотных преобразователей, в частности для дефектоско пов, работающих в условиях повышенной температуры.

Известны пьезокерамические материалы на основе чвтырехкомпонентных систем твердых растворов, содержащих PbTi05 и PbZrOq и два других компонента типа РЬВ 4 DAO 1)

Однако укаэанные материалы имеют недостаточно высокую температуру

Кюри Тк 360оС и поэтому не могут применяться при повышенных рабочих температурах (300-320о С) . Кроме того, многие из укаэанных материалов обладают недостаточно низкими значениями диэлектрической проницаемости, необходимыми для работы в высокочастотном диапазоне.

Наиболее,близкой к изобретению является трвхкомпонентная система 2), содержащая PbTiOq, PbZrO, Pb_#_< Cd 0

4т- Ь з в следующих количествах, мол.Ъ:

РЬТ10к 42,0-45,0

PhZr0+ 53,0

РЬЫ„ Сс . Оэ 2,0-5 0

Однако известные материалы при высоком коэффициенте электромеханической связи K < = 0,57-0,63 имеют недостаточно высокие температуры

Кюри Т = 339-359 С, низкую температурную стабильность электрофизических параметров и недостаточно низкие значения диэлектрической проницаемости Я т / с = 780-840.

Целью изобретения является повышение точки Кюри, улучшение температурной стабильности электрофизических параметров, снижение диэлектрической проницаемости и температуры спекания. указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий PbTiO>, PbZr09 и РЪЩ СЙ, ) Ов, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мол.%:

РЬТ10 в 61,0-75,0

PbZr09 10,0-37,0

Pb (W„ Cd) ) О, Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере PhO. Температура синтеза 850оC, продолжительность

30 10 ч. Спекание образцов производит975681 ся методом горячего прессования по следующему режиму: температура 10251180 С, давление 19,6 ИПа, время выдержки 40 мин.

Температуры спекания составов приведены в табл. 1.

Поляризация образцов проводится в полиэтилсилоксановой жидкости

ПЭС-5 при 140 С в течение 45 мин в поле напряженностью 4,0-4,3 МВ гл с последующим охлаждением под полем до 90оС

Измерение электрофизических параметров проводится через 24 ч после поляризации в соответствии с

ГОСТ 12370-72.

Электрофизические характеристики исследованных составов приведены в табл. 2. Составы имеют следующие значения: температура Кюри Tq =

397-455 С коэффициент электромеханической связи Kp = 0,083-0,320, диэлектрическая проницаемость

Е,i <, = 233-460.

Результаты измерения температурной стабильности электрофизических параметров предлагаемого и известного материалов приведены в табл. 3.

Расширение интервала концентраций PbTi0 или PbZrO предлагаемого пьезокерамического материала приводит либо к резкому снижению коэффициента электромеханической связи, 5 пьезомодуля, либо к снижению температуры сегнетоэлектрического фазового перехода Т и повышению диэлектрической проницаемости.

Предлагаемый пьезокерамический материал спекается при более низких темпэpатуpаx (Т = 1025-1180 C) по сравнению с известными (Т в =

1080-1280 C), что делает его более техно. огичным и экономически выгодным для промышленного производства.

Сочетание высоких значений температуры Кюри Т с низкими значениями диэлектрической проницаемости

/f при сравнит .льно высоких значениях коэффициента электромеханической связи Кр и пьезомодуля

Й „ (табл. 1) позволяет использовать предлагаемый материал для создания высокочастотных пьезопреобразователей, работающих при повышенных температурах °

LA т4

М 3

Г4

Ю ,- LO

Ю т-4

%.1

О1

ГЧ

%-1

1О

Ю м т

% 1

Ю с3 м

Ю с-1

Ю сО -4 1

С 4

Г м

Ю с-4

% !

О) Ю

Ю (Ч

C) М

О) 1О с-1

C) -1

Г 4

LA т-1

LCl

Г4

1О

Ю с

Ю м

О1 Ю

G) (л о

Ю м м

Ю с

LA 0

Р3 (б о о

Ю -4

СО

C) с-!

О) Ю

Го

Д др

Ю (4

1 о ! ч ж

Э х о

g х

Р, Ql

Ct о и

Ю л

С 4

Ю с

C) ГЮ

LA г!

Ю с-1

%-!

% с-!

Г4

1Л

О )

Ю м

%-1

ГЧ

Г а!!

p,о с

rd Х о х (0 <б

0l 4

c u

Ю с м сч

Ю с

3Л

Г х о

1 о

Ф о х

Ф о а Ч

Н .О и„

Р3 о=Р

fd .С на о о м о

lL ф1 хо

rd w

Х Г3

Я Х

1" а и

Д, »

1» и! С

Д °

111 f» (;, Э

Е й

1 1

1О> 1 с-11

1 .!

1 Л с-1

ГЧ -1 1

1 вЂ” вЂ” 1

1 -1 !

1 вЂ” вЂ” 4

1 1

1 1 ! m

1 1

1- вЂ” вЂ” 1

1 1

1 t 1

1 1

1 I

1iа 1

1 1

1 О )

1 1

1 3 1

1 1

Г вЂ” 1

1 1

l м

Г 1

Г! 1

1 1

1 3 вЂ” вЂ” -4

1 1.

1 1 г-!

1 1

9756 81

Ю -4

Ю л

Г!

Ю й)

%-1

О )

Г!

975681

1 сч I!

433 1

Q I

4СЪ 1!

4!II t

Ю 4 О

ОЪ СП О\ с с с м м м

СЧ О CO Л Со Л

О О CJI LO ОЪ СП ГП ОЪ с с с с с с с с э г м гъ м м

Со Ю Со с3 3

СП О ОЪ СП СП с с с с с м сг м м м

0I м о л о

СЧ 44 СО Ф Ф т4 о о о

Г 4 сУ L33

СЧ M М о о

\О 10

С Ъ СЧ о о о ю е л

M М М о о о о

CO Гс»4 CO

СЧ СЧ ГЧ СЧ

LA Ф С Ъ СО

С Ъ М М С 4

СЧ !с. Г Ъ

СЧ 4-4 СЧ с Ъ ю

° ф т-4 СЧ с с о о С3 Г М

4-4 CO

4 O с с а о о о с3

ОЪ

4-! с

СЪ

СЧ

СЧ с

Ю с-4 О л о

СЧ с с о о

0I М

СЧ »» 3

СЧ 4-4 СЧ с с с о о о

Ю LO Со СЧ

СЧ Г» ОЪ 1О

Г Ъ М С 4 СЧ с с с с о о о о

С1 М 3 с с

СЧ СЧ М

СО с

СЧ со м с с м м сч

I33 М с с СГ С 3 л !с с с с ъ м м

С3 М Р с с с с сР "Ф с.4 сР

О\ с о

CO СЧ т4 Г 4 ul с с -4 Г3

Г-! ГЧ ОЪ

4-! СГ ОЪ с с с сч сч о

СО !"

<Ч СЧ с с

% 4 % с 4 м сО о с с с

«сч о

ОЪ О

О с с о о

4-4 Г 3

CO C3I с с о о

44»

1 С.

„С!с о э-т,, Б а х о

1 о

9 g!

I O й

1 с3 !

СЧ I!

/ 1 ч-4 ю I

t ю 1 гЧ 1

О Л О СО Л О

СЧ с-4 4-4 СЧ СЧ СЧ л м -4 M

О Л О 14 ОЪ

Г Ъ С 4 СЧ Г Ъ М СЧ

СЪ же !а ! а

О, О вЂ” --!

433 1

ССЪ

D -4,вЂ”, ! 3 х

I л ! а

1 л л л о о о

Г- Г-. I I Го л

1О

1 333

1 lit

Ю A СЧ Г Ъ ч36 Irl г4 ч-4 тЧ а-4

4а

1 о ! %-4

: o

I (с ! )" Е

1 с вЂ” --3

1и

1СЪ Х

1 свЂ”

I СГ вЂ” --

I I О т-3 I

1 Ж I

1 1 с3 И,! ! вЂ” 1

Сс

1 4 с вЂ” вЂ” вЂ” вЂ” -

l Ь 1

1 ГЪ ! t» 1

IО, С.3

О О е l

I 4-4 СВ

I O

I 1 вЂ” вЂ” -

I С3 1

1 О 1

I Г-4 1

t I

I I

I 1

1 1

I !

Л Р 4"4 Л О CO Л СО СЧ О Г О О I» СЧ с1

С Ъ с3 Л О с"4 С 4 Ф с 4 4-4 О т4 О ОЪ О О с3 43 Ф cF I3 с3 I4 Ф Ф cl M cl M М Ф сГ

СП СЧ W М Г- ! О СО СЧ СО W Г Ю О СЧ

О О CO М I33 W О I ОЪ Л W Л M LO

М Г Ъ СЧ N СЧ СЧ M M М M М M y

I л о л сч л о л сч л о л -! %-4 -4 с-4 1

975681

43 Д с цо и

О 1 I Q

ИХФО ."Р м

„1 I

О м с м

1 ю 1 м с е4

00 с

%-3 с.3

° Ф

LA м

1 х иЪ I

3 (ч I м

3 х 1

0 1

О а-3

ul I

CO м

1 ь

CI !

1 1 333

o3 Z O

ХО! дух,ю ф ф г

ЦЭХ 3 оххй о Ъ:3 е4Ъ и, о

D D

Р1 Р1 о ф3Ъ о о, й

Ъ,а о

Р1 C4 I

I ) I

ЪФЪ фСь о о г! й

ФсЪ.а л

Р Р1

1 н о

I 9

1 01ф

I Х

Р3 х и и о и

1 I l t» I

1 1 К!в

3 3341 1 ! !и 1

I Я 1Й I o 1

Р,l ý I ë 1

31 !бич l

331 1 Й 1 а3

И 1 I ! u

431 lo

Х 3 l O

Х! .3О

О1 1м

1 43 I OI

3 Ф !се! Х

Х I вЂ” 4 01

m I Р3 И

И IV 1ЕЗЮ3 1

О! Iu I

P 3 1 о 1

I М l I 1

33 I I (× 1

Ф 1 1 1

Ц I I Х 1

3ЪЪ I l Д 1

1 1 И 1

l 1 1 . 1

lA м (м г1 см с31 Ifl 1ф м

1 м

1 сО 3 с

975681

РЬТ10 61,0-75,0

РЬЕгО 10,0-37,0

РЬ(ЧррСд рДО 2,0-15,0

Составитель Н.Фельдман

Техред T.ôàíòà Корректор Г Решетник

Редактор Л.Лукач

Эаказ 8922/37 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий PbT10, PblrO> и РЬ(7 О ) Og, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышению точки Кюри, улучшения температурной стабильности электрофизических параметров, снижения диэлектрической проницаемости и температуры спекания, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мол.%г

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91430475, кл,С 01 F, 1976;

2. Авторское свидетельство СССР

10 9309395, RJ1. С 04 В 35/46, 1970.

Пьезоэлектрический керамический материал

Патент 975681