Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1983 года по МПК C04B35/49 

оэ о оэ

4 4 Изобретение относится к материала применяемым в радиоэлектронике, в частности для изготовления пьезокерамических фильтров, работающих на объемных и поверхностных акустических волнах. Известен пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконат титаната свинца PZT-6B, отличающийся высокой температурной стабильностью резонансной частоты fl1. Однако этот материал имеет сравнительно высокие значения диэлектрической проницаемости (460) и недостаточно высокие значения механической добротности (1300). Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьезокерамический материал на основе-.циркбната-титаната свинца РЬ (Zr содержащий добавки оксидов марганца, висмута и цинка. При значении X 0,55-0,60 можно получить материал, имеющий значения диэлектрической проницаемости 320-400, коэффициента электромеханической связи К„ 0/350,47 2.. . Однако температурная стабильность резонансной частоты и механическая. добротность известного материала недо статочно высокие:йд, 1000-1200 . ТКЧ(&0-120; .10- 1/град. Высокие зна чения температурного коэффициента ча стоты ТКЧ и сравнительно невысокая механическая добротность затрудняет использование указанного материала для изготовления пьеэокерамических фильтров.. Цель изобретения - увеличение механической добротности, улучшение температурного коэффициента резонанс ной частоты, Поста:вленная цель достигается тем что пьезоэлектрический керамический материал содержащий цирконат-тйтанат свинца и добавки оксидов цинка, висмута и марганца, дополнительно содер жит оксид германия при следующем соотношении компонентов, мас.%: ОКСИД цинка0,74-1,95 Оксид висмута0,32-1,30 Оксид марганца 0,74-1,95 Оксид германия 0,38-0,99 Цирконат-титанат свинца Остальное При этом пьезоэлектрический керамический материал содержит в циркЪйате- титанате свинца 56-73 мол.% цирконата свинца. Пример. Материал содержит, мол.%; ZnO Р,99; BioOa 0,33; MnOa 1,48; Ge020,49; и PblZr gli Be,TL,. Для приготовления luu гматериала готовят шихту, состоящую из следую(цих компонентов, г: РЬСОз80,53; Zr02 25,99; TiO, 7,22; ZnO 0,25;, Bi,0, OJ48; MnOi 0,40 и GeOj 0,16. Шихту готовят в шаровой или вибромельнице. Полученную шихту подвергают обжигу fB виде брикетов или порошка) при 900 ± 20 С в течение 2-3 ч. Прокаленный материал измельчают в порошок с размером частиц не более 3 мкм, добавляют в качестве связки водный раствор поливинилового спирта и прессуют заготовки, например, в виде дисков при удельном давлении 1-1,5 т/см. Спрессованные заготовки помещают на керамические подложки из диоксида циркония (или оксида алюминия), накЕИвают такой же подложкой (Образцы.в таком виде можно поместитьв никелевый пакет7, затем помещаю в печь и спекают при 1120-1160°С в течение 2-3 ч. Возможно применение среды кислорода при спекании. Скорость подъема температуры составляет примерно , охлаждение проводится вместе с печью. Спеченные изделия шлифуют до заданного размера, затем на них наносят электроды методом вжигания серебряной пасты при 780 ± в течение 15-30 мин. Поляризация изделий осуществляется в среде жидкого диэлектрика, например в полисилоксаноэой жидкости ПЭС-5, при 100-120 С в постояннсяу электрическом поле с напряженностью 3-4 кВ/мм. Свойства полученного материала, в зависимости от состава, измеренные на дисках диаметром 10 ± 1 мм и толаданой 1 + 0,005 мм, привейе:ны в таблице.

с«

о ю

«

с

и о н о

in

1Л

о- п

in о « с

п in

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий цирконатТИтаКат свинца и добавки оксидов цинка, висмута и марганца, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью увеличения мехайическрй добротности и улучшения температурной стабильное ти резонансной частоты, он дополнительно содержит оксид германия при следующем содержании компонентов, мас,. - -/ ., , Оксид цинка 0,74-1,95 5ксид висмута 0,32-1,30 Оксид марганца 0,74-1,95 Оксид германия 0,38-0,99 Цирконат-титанат свинцаОстальное 2 Материал по п 1, о т л и ч аю а, и и с я тем, что цнрконат-титанат свинца содержит 56-73 мол.% циркона- g та свинца. сл с

о о

1Л гЧ

|Л

R 1

,

(X) Л

00

Я

го

го

в

3

000

о о 00 Ю in

о м

t-

тЧ iH тН

о

о in

о

р

о

го

in

М CN

го го

го

м

Г4 го. CN

о с

о

сГ

сГ

о i

и

и

1; «г

м

ffl

d

сГ

г

р

о.

1 и аа

5

S

00 J

и

$ г

fef

с5Г

cf

ii

ii а

гч

N

,

N,J4

f

t

to а

а.

чм

г

го го

Г|

со

го

00

VO

го 3

VO

Ю OS

ОЧ СТ1

л

00 СП

г

°о

гт

00 оч

in

г

гоч оч

OS

VO

VO

о

п оч

о

to

и

го

Щ

г о

л ,

in о

Ч л

г $ Как видно из таблицы, предла{аемый материал имеет повышенную механическую Добротность 1030344 -я высокую температурную стабильыость резонансной ..