Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1984 года по МПК C04B35/49 H01L41/18 

(Л

С f4 Изобретение относится к пьезокера мическим материалам и может быть использовано при изготовлении электромеханических преобразоватепей основанных на явлении пьезоэлектричества Известен пьезокерамический материал,, представляющий собой коликристаллический твердый раствор титаната свинца и титаната висмута-калия РЬ,.,( (Rifl.S .S ) -Этот материал при значении X 0,3J 0,4 и 0,5 имеет температуру Кюри соответственно 535, 580 и 510° С l . Недостатками данного материала являются низкие значения пьезомодулей (азч (20-30) , d 10 10 Кл/1 малое значение удель /-iiDe ной пьезочувствительности t,.,/ и высокая температура спекания (1130 1180° С). Наиболее близким к предлагаемому является материал, представляющий со бой поликристаллический твердый раст вор на основе титаната калия-висмута и цирконата свинца состава, мол.%: 0,5 «io.5 °з (Кл Birtc )TiO, 8-70 PbZrO, Оптимальные составы этой системы име ют высокие значения пьезоэлектрических характеристик (d (100-200)х , d3i (20-5П).10 Ipi/H) и высокие величины диэлектрической проницаемости ( /Ео 600-2100 2J Недостатками известного материала являются узкий интервал рабочих температур (20-60° С) и малое значение удельной пьезочувствительности (d AliE«/ 0 (3,24-4,32)10 Кп/Н, f. J.I..I. II. I ..Ю..11 й-, 1.08МО-2Кл/Н), Цель изобретения - расширение интервала рабочих температур и повышение удельной пьезочувствительности. I- Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий ( Bijjg )TiOj и PbZrOj, дополнительно содержит PbTiOj при следующем соотношении ком понеНТОв, мас.%: (К„, Bi,; )TiO, 12,64-18,63 5 ,S 46,46-68,45 PbTio 12,92-40,90 2 Помол и смешивание компонентов шихты ведут в среде ийопропилового спирта. После смешивания прессуют брикеты и обжигают при 850° С в течение 3 ч. Обожженные брикеты измельчают и прессуют изделия заданной формы и величины, которые обжигают при 1050 С в течение 1,5 ч в атмосфере оксида свинца. Охлаждение до комнатной температуры ведут в режиме выключения печи. Металлизацию изделий осуществляют путем вжигания серебряной пасты при 800 С в течение 30 ман. Поляризацию изделий проводят в полисилоксановой жидкости при 150 С и напряженности электрического поля 30 кВ/см. Охлаждение образцов до комнатной температуры ведут под полем. Диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики материала определяют на образцах диаметром 10 мм, толщиной 1 мм. Результаты измерения различных составов приведены в таблице. Как видно из таблицы, пьезоэлектрический керамический материал имеет достаточно высокую температуру Кюри (270-410 С), что определяет широкий интервал рабочих температур, а также высокую пьезрчувствительность /gg (1,63-3,9) Кл/Н, d,., /80 (4,56-11,95) .. По сочетанию параметров состав 10 является наиболее эффективным: Т) 410° с; d3i 50-1(Т Кл/Н; d4- 150.10 2кл/Н; dj / 3,9 Кп/Н; d3-5 /-ГЁ, 11,95 х-КГ Кл/Н. . Введение PbTiOj позволяет значительно расширить интервал рабочих тем.. ператур и сохранить высокие пьезосвойства. Положительный эффект предлагаемого материалаобусловлен его качественным и количественным составом, примеры 2, 3 и 12 подверждают ухудшение свойств за пределами предлагаемого соотношения компонентов. Предлагаемый материал имеет высокую пьезочувствительНОСТЬ d:, /-, 3, /fo (1,63-3,9)« nO Кл/11, что .-1читег1ь 1о больше, ( /-Геи чем у известного 1,08).

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержаний (КдзЧй TiOj и PbZrOj, отличайщийс я тем, что, с целью расширения интервала рабочих температур и повышения удельной пьезочувствительности, он дополнительно содержит PbTiO, при следующем соотношении компонентов, мас.%: (KQ. Bio5 TiOj 12,64-18,63 РЬггОз 46,46-68,45 PbTiO,12,92-40,90