Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1985 года по МПК C04B35/49 H01L41/18 

О9

оэ to

CD Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материа лам и может быть использовано в ра диоэлектронике для создания частот селективных устройств (ЧСУ), в .час ности для широкополосных фильтров. Известны пьезокерамические мате риалы на основе многокомпонентных систем сегнетоэлектрических тверды растворов, предназначаемые для использования в фильтровой технике Однако эти материалы имеют либо недостаточно высокие значения Кр, либо недостаточно высокую температурную стабильность резонансной частоты, либо низкую механическую добротность., Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьез электрический керамический матери.ал 12, представляющий собой летьф компонентную систему, включающую PbTiO, PbZrOj , PbNb2/3Mn j3 3 PbW. P следующем соотношении компонентов, мол.%: PbTiOg20,0 - 80,0 8,40 - 70,40 PbZrOj PbNb,/,Mn,jO 1,30 - 8,91 0,30 - 3,36 Однако один из составов, лучший точки зрения использования его в ЧСУ, имеет ,357, , ел / 830, ,24% в интерв - . Наличие в системе только одного.стабильного состава с недостаточно высоким Кр не позво

Таблица 1 ляет использовать этот материал в широкополосных фильтрах. Цель изобретения - повышение коэффициента электромеханической связи при высокой температурной стабильности резонансной частоты и механической добротности. Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, .содержащий PbTiOj, PbZrO, PbNb ,, Дополниlo содержит FbAe 0 при следуютельно содержит щем соотношении компонентов, мол.%: РЬ ГЮз45,00 47,45 PbZrOj : 38,20 39,96 Мп.мО, 10,77 11,53 . PbW,/2 3,40 3,35 РЬАВз 0 0,10 0,25 Синтез составов рредлагаемого пьезокерамического материала осуществляют по обычной керамической технологии двукратным обжигом: температура Т 800С, , продолжительность 5 ч. Спекание проводят в закрытом алундовом тигле в течение 1 ч. Температура спекания 1200 - 1225°С. Поляризацию всех образцов производят в силиконовом масле при 140°С в течение 45 мин в поле напряженност ью 40 - 44 кВ/см с последующим охлаждением под полем до 90°С, Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках предагаемого материала приведены в табл.1. .

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ 1ШРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ гфсимущественно для частотно-селективных устройств, содержащий PbTiO , PbZrOj, PbW.jiin.jOj, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи при высокой температурной стабильности резонансной частоты и механической добротности, он дополнительно содержит PbA,jO при следующем соотношении компонентов, мол.%: 45,00 47,45 РЬТЮз 39,96 38,20 PbZrOj 11,53 10,77 РЬ№5,,,Оз 3,40 3,35 . PbASjO 0,25 0,10

0,10 0,20 0,10 0,25 0,50 0,05

Как видно из табл. 1, предлагаемый материал обладает значительно более высокими по сравнению с извес7-25 ным значениями Кр 0,44 - 0,49. При этом сохраняется достаточно высокая механическая добротность Qj 1200 1500. Величина (ff 9/fi- практически не изменяется по сравнению с извест- JQ ным материалом. Диэлектрическая проницаемость Е изменяется в пределах 900 - 1000. Наилучшее сочетание параметров достигнуто в составе 1

,( КрО,47; Qj, 1.500;

35 900 - 1000 0,44 ПредлагаемыйИзвестный 830 0,357

Достигнутый уровень значений Кр в предлагаемом материале значительно более высокий, чем в известном, деПродолжение табл.1

ff9/fr 0,24%) и составе 2 ( 1000; КрО,49; Q 1200; cAfe/frO,25%)

Примеры 5 и 6 (табл. 1) демонстрируют ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентраций, нарушение этих пределов приводит к ухудшению температурной стабильности резонансной частоты, к понижению Кр или 0.

В табл. 2 приведены злектрофизи ческие параметры предлагаемого и известного материалов.

Таблица 2

лает его перспективным для эффектив ноге использования в широкополосных фильтрах. 0,49 1200 - 1500 0,23 - 0,25 2570 0,24

51133249 ; 6

Сочетание в предлагаемом материа-ность объектов радиоэлектронной техле высоких значений механическойники, в которых используются устройдобротности с высокой температурнойства для стабилизации и фильтрации

стабильностью является весьма благо-рабочей частоты электрических цепей, приятным, так как позволяет улучшить 5 Важным преимуществом предлагаемохарактеристики широкополосных фильт-го материала является возможность

ров (точность настройки, остротуспекания его по обычной керамической

полосы пропускания, стабильностьтехнологии, что упрощает процесс

по температуре и т.п.), упроститьпроизводства и экономит дорогостоясхемные решения, увеличить надеж- Ющее оборудование.