Пьезоэлектрический керамический материал

Пьезоэлектрический керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц998431

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 061181 (21) 3351982/29-33 (51)М Клз

С 04 В 35/49 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н .открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2302,83. Бюллетень ¹ 7

f j3) УДК 666 ° 655 (088.8) Дата опубликования описания 230283

Ъ ..-.

Р.3. Клейне, Л.Я. Тымма, Э.iK. Фрейденфельд,т " "-" «"А : Я

З.П. Новикова и Ю.Й. Веневцев МЯ P.g.Гр, а-

@4",, =,: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехничес институт (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ . КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к пьезотехнике и может найти применение для .изготовления пьезоэлектрических фи-. льтров промежуточной частоты для цветного телевидения, электроакустических приборов в качестве СВЧ-резонаторов, имеющих высокую температурную стабильность резонансной частоты и высокую механическую добротность

Известна керамика на основе (Pb, Zr)Ti02 Cl 3. °

Недостатком ее является низкая ,механическая добротность ((1000), низкая стабильность пьезосвойств в зависимости как от частоты, так и от температуры.

Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический керами-. ческий материал на основе титаната / свинца. содержащий Pb0, а 203 ° М203 р 20З 322.

Недостатками его являются сравнительно нестабильные пьезосвойства и низкая механическая добротность.

Целью изобретения является повышение механической добротности и тем,пературной стабильности резонансной .частоты. указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий PЬО, Т Оо, а 203 ищи МЬ203 ° дополнительно содержит ВаО, Bi 0, МпОо и ИЬ105 при следующем соотношении компонентов, мас.В:

РЬО 53,98-65,64

Т 02 19,32-23 50La20y или К4203 1, 38-1, 74

ВаО- 2, 50-6,89

8 203 3,81-10,51 мп02 0,71-1,95 йЬ2 05 2,16-5,97

Прн этом оКсидй Ва0, В О,HriO,Nb О введены в виде предварительно cameзированной перовскитоподобной добавки (B a S i ) (Hn Nb ) 06, Для изготовления пьеэокерамики используют оксиды марки ЧДА. Синтез . тйтаната свинца — лантана или титаната свинца — неодима осуществляют в течение 3 ч при 850 С. Брикеты после синтеза измельчают в яшмовом барабане в среде иэопропилового спирта в течение 24 ч, куда добавляют предварительно синтезированную перовскитоподобную добавку (ВаBi ) (МпИЬ)06. Синтез перовскитоподобной добавки осуществляют при 1150оС в т

- 998431

Г

7,40-7,78

0,010-0,025

360-400

900-3000 течение 8 ч. После помола и гомогенизации смесь РЬТ(0 „и (ВаВ! ) (ИпйЬ) 06 высушивают и прессуют в диски диамет ром 10 мм. В качестве связки используют 5%-ный водный раствор поливини,лового спирта. Спекаются образцы при 1180-1210 С в течение 1 ч.

После шлифовки на образцы вакуумным напылением наносят алюминиевые электроды. Поляризацию осуществляют в полисилоксановом масле при 180-.

200 С в течение 4 ч под постоянным полем-напряженностью 30-45 кЭ/см.

Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства:

Температура спека- ния Т, С 1180-1210

Плотность

S .10 Э.,кг/м

Диэлектрическая проницаемость Е 300-350

ДиэлектрическЖ потери д д"

Точка Кюри Т,PC

Пьеэомодуль ээ-1 О-12, К/Н 45-85

Коэффициент электромеханической связи Кр, %

12-20

Механическая добротность Q

Температурный коэффициент.частоты ТКЧ ° 10,град " От — 10 до 60

Пример 1. Материал содержит

65,64% РЬО, 1,68% агО3 и 23,50%

Т i 0, введенных в виде (РЬ p,g5 L3 pg5)

Ti О>, взятого в количестве 95 мас.%, и 2,50% Вао, 3,81% Bi 0>, 0,71% Мп0 и 2,16% Nb205. введенных в виде (BaBi)(MnNb)О6 в количестве 5 мас.В.

Свойства керамики:

Т,Îс 1200

S -10+Э кг/м Э 7,78

Е 350

tgd 0,015

d -10-"2 К/Н 85

Кр % 20 а 15оо

ТКЧ 10-6,град-г -25

Пример 2. Материал содержит

РЬО 59,56, агОВ 1,52, Ti О 2 21,30. (90 мас.% в вйде (РЬ Cg5 La0p,p5 )

Ti О ) и ВаО 4,78, Bi гб 7,30, MnQ>

1,39, NbгОВ 4,15 (10 мас.% в виде (BaBi)(MnNb)06 ). Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства: т,ос 1190

5 10 г,кг/м 7,70

Е 340

tg d О, 020

4 зЭ10 1,К/Н 80

КР. % 18

Qtn 30 00

ТКЧ .10-, град-" — 10

Пример 3. Материал срдержит

РЬО 53, 98 (.агО 1, 38, Ti Оу 19,32

185 мас.% в виде (Pbp>5i 1.а0р p5) T i 0 $ и ВаО 6,89, Bi гО3 10,51; ИпО 1,95,.

МЬйО 5,97 (15 мас.% в виде (ВаВ) ) (Ипг4Ъ) ОЬ) Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства: т, с 1180

S *10+3 / 3 7,65

Е 320

tg d" 0,025

10 33

Кр, %

Q м 2500

ТКЧ 10-"град . -15

Пример 4. Материал содержит

РЬ О 65,60, T l Ог 23,48, ГГйгоз 1,74 (95 мас.% в виде (Pbp95 f4d pp5) TI ОЭЭ и ВаО 2 50; В г ОЭ 3 81; Мп02 0 71, НЬгО5 2,16 (5 мас.% в виде (BaBi ), (Mn l4b ) О 6 1. Полученная пьезокерамика i iеет следующие свойства:

Т, С 1210

S 10IЭ кг/мЗ 7,57

E 330

19 d О, 010 тк, c 390

25 ЭЭ.10 г К/Н 75

Кр, %

19

1аоо

ТКЧ 10,град -20

Пример 5. Материал содержит

РЬО 59,54, Ti Ог 21 ° 31 Ndгоз 1 ° 57 (90 мас.% в виде (Pbp9SNdpp5) Ti 03) и.

ВаО 4,78, Bi ОЭ 7,30; Ип Ог 1,35, Nb 20 4,15 (10 мас.% в виде (BaBi ) (MnNb) Об . Полученная пьеэокерамика имеет следующие свойства:

T, t". 1190

S ° 10+Э,кг/гл 7,75

Е 320

tg d 0,020

Т 1г оС 380

40 ДЭЭ 10- 2:/Н 78

Кр. % 17 а,. 2800

ТКЧ 10 б,град " -18

В примерах 6 и 7 даны составы

4$ материалов с запредельным содержанием компонентов. Свойства их резко ухудшаются.

Пример 6. Материал содержит

80 мас.% (РЬо,e5 Lao,ps ) Ti "ОЭ, что соответствует количеству в материале

РЬО 48,82, Ti О 17,48, a 203 1,25 и 20 мас.% (BaBi ) (MnNb) 06, что сооТветствует количеству Вао 8,83, В(г ОЭ 13,47; Mnog 2,50; Nb<0 7,65.

Полученная пьезокерамика ийеет следующие свойстваг

Т,Ос 1180

S 101 кг/м 7,70

Е 300

40 tgd 0,025

d,"3-1О- 2, К/Н

50 .Kp, % 10 а 1200

á5 ТЧ™К 10,град " -40

998431

Составитель Н. Фельдман

Редактор Н. егоpoaa Техред Е.Харитончик Корректор О. Билак

Заказ 1062/41 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 7. Материал содержит, 97 мас. t (Pbо,в,Ndд,е8 )Т i Оэ, что соответствует количеству в материале Pb0 68;20 Ti10 24,41, й8, О

1,80 и 3 мас.Ъ (Saki )HnNb)06 что соответствует количеству BaÎ 1,52., 83в Оз 2,32, Ип08 0 43; КЬ 06 1,32 °

Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства:

T,aÑ 1210

8, .10 Э кг/ Э

7,40

Е 350

ttg д 0,015

dз .1О ",К/Н 45

12

a 900

ТЧК 10,град " -60

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, включаюций РЬО, Ti 0g, (.а О или Nd

5 8ао 81203 И 02 и Nb 05 при следу" ющем соотнсыении компонентов, мас . Ф; .

Pb0 53,98-65,64

Т!02 . . 19,32-23,50

La 0 или ад О 1,38-1,74 © 8а О.

2>50-6,89

8i 08 . 3,81-10,51

Ип Оg,0,.71-1,95

МЬ 06 2,16-5,97 источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3006857, кл. 252-62.9, 1961 °

2. авторское свидетельство СССР .9 883333883333, кл. С 04 В 35/46, 1981 (прототип}.