Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1984 года по МПК C04B35/495 

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материа лам и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, осно ванных на явлении пьезоэлектричества, в частности для ультразвуковых линий задержки. Известны сегнетеэлектрические пьезометариалы на основе твердых растворов метаниобатов щелочных металлов tl 1 и 2, Одни из этих материалов кмек/т йедостаточно низкие значения диэлек рической проницаемости, недрстаточно высокие значения коэффициента электромеханической связи, скорос -и звука. Другие материалы, обладая не обходимым сочетанием электрофизических параметров, имеют очень низкую временную стабильность, Наиболее близким к предлагаемому является материал C3.J, включгоавдий HaNbOj - ЫиъОз-ЗгО И содержащий эти компоненты в следующих количест вах МОЛ,% NaNbOj 85,53-87,24 . ЫИЪОз 12,23-12,46 SrO 0,3-2,25 Эта система имеет достаточно низ кие значения диэлектрической проницаемости ( 110-130), сравнительно высокие значения коэффициента электромеханической связи Кр 0,13&-0,225), скорбстй звука (Vg (5,88-8,86 )- 10 M/cjf. Недостатком указанного материала является низкая временная стабильность основных электрофизических параметров (,- Кр, Vp, частотной постоянной N и др.), обусловленная эффектом йтарения, что резко снижает надежность устройств с использовгшием сегнетопьезоэлементов {значения скорости старения а NR,,а , в процентах за логар: ческую декаду в интервале времени 10-10 мин после поляризации получены в результате дополнительного испытания системы NaNbOo-LiNbO SrO). Дель изобретения - улучшение временной стабильности. Указанная цель достигается Tew, что пьезоэлектрический кераь-ический материал, содержащий у, , Ь120,.БгО, дополнительно содержит иОа гфи следующем соотношении Компонентов, мас.%: 81,19-81,58 16,47-16,55 1,13-1,14 0,71-0,72 0,01-0,5 В таблице приведены примеры конкретНого выполнения составов предлагаемого материала и их электрофизические па1: аметры. Сийтез осуществляется по обычной керамической технологии двухкратным обжигом: температура Т:, 850 С, Т, 850°С, продолЯЕИтельнойть tfl 5 ч, t 2 5 ч.

n

in

Oi

Спекание проводится методом горячего прессования по следующему режиму: температ а ЭОО-1150 С, давление 200 Г/СМ, время выдержки 40 мин.

Поляризация образцов производится в силиконовом асле при в течение. 45 мян вполе напряженностью 65-70 кВ/см с последующим охлаждением под полем 90 С,

Из таблицы видно, что материал отличается очень хорошими значениями временной стабильности: скорости старения основных парс1метров предпаг гаемых ) составов значительно меныае, чем у известной системы. Составы данного материсша имеют достаточно низкие значения диэлектрической проницаемости. 3 150, весьма высокие значения коэффициента электромеханической связи (Кр 0,1970,209), материал имеет более высокую вкорость звука V (5,88 5,92) 10 М/с и спекается при пониженных температурах 900-1150 с,

Самые низкие значения аир 0,0010,003, 0,1, -ау« 0,002-0,005% дек. зафиксированы в составах 3 и 4.

Сочетание в предлагаемом материёше пониженных значений 1,, / кр VR достаточно высокими 1 , V||} , сравнительно низкими , Я Тр,являеТ я благоприятным для более эффективного его применения в ВЧ-технике, где необходимо обеспечить высокую надежность устг йРОЙСТВ.

Положительный эффект данного материала обусловлен его качественным и количествеНН1ЛМ составом, что подтверждает также пример б, демонстрирукхций ухудшение свойств за пределами пре.длагаемой области концентраций компонентов. Нарушение предлагаемых пределов приводит, как видно из таблицы, к уменьшению Ki,, повьгиению. «мв/ , ау.

„/Со/ «МП

33

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАИИЧЕбКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий НЪлО , LiijiO, 6)0, о т ли ч а ю 1Ди йс я тем, что, с целью улучшения временной стабильности, он дополн гельно содержит uOj при следующем соотношении компонентов, Mac.%t , 81,19-81,58 На-О 16,47-16,55 1,13-1,14 Вгб 0,71-0,72 0,01-0,5 ио.