Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1990 года по МПК C04B35/49 

Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике для изготовления звуковых и ультразвуковых преобразователей, в частности для излучателей ванн ультразвуковой отмывки фотошаблонов микросхем.

Цель изобретения - уменьшение относительного отклонения частоты в интервале рабочих температур от частоты, измеренной при температуре настройки&fe/fr, повышение диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической связи н пьезомодуля d31 .

Материал получают в следующей последова тельнос ти.

Исходные компоненты подвергают помолу и смешению в шаровой мельнице или вибромельнице. Полученную шихту обжигают (в виде брикетов или порошка) при 980±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 требуемого диаметра при давлении 1-1,5 т/см . Спрессованные заготовки помещают на керамические подложки из диоксида циркония (или оксида алюминия), затем в никелевый пакет и эагрулают их в печь. Спекают образцы при 1180

3

20°С в течение 2-3 ч. Скорость подъема температуры 150-200°С/ч, охлаждение производят вместе с печью. Спеченные изделия шлифуют до заданного размера, затем на них на

носят электроды методом вжигания серебряной пасты при 750 ±50°С в течение 15-30 мин. Поляризацию изделий осуществляют в среде жидкого диэлектрика, например в полиэтилсилоксано- вой жидкости ПЭС-5, при 1 00-1 50°С в постоянном электрическом поле с напряженностью 3-4 кВ/мм.

Составы шихты и характеристики материала приведены в таблице.

Измерения электрофизических характеристик пьезокерамики проводят на образцах в виде дисков согласно ГОСТ 12370-80.

Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЪО, Zr02, TiOa, ZnO, Bi203, , и МпОг, отличающийся тем, что, с целью уменьшения относительного отклонения частоты в интервале рабочих температур от частоты, измеренной при температуре настройки, повышения диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической связи и пьезомодуля d31 , он содержит дополнительно SrO и/или ВаО при следующем соотношении компонентов, мае.%:

РЪО63,01-67,26

.18,79-20,21

TiOz11,62-12,68

ZnO0,33-0,77

Bit 0,0,32-0,74

0ЗЪ2030,20-0,46

МпОг0,18-0,41

SrO и/или

ВаО0,31-3,25

римечание. 6,,/Ј0

,, tgj - Кр - QM - d}) -

6,,/Ј0

,, относительная диэлектрическая проницаемость; tgj - тангенс угла диэлектрических потерь; Кр - коэффициент электромеханической связи; QM - механическая добротность; d}) - пьезоэлектрический модуль;

Sfg/ff - относительное отклонение частоты в интервале рабочих температур -60...85 С от ,-измеренной при температуре настройки.

Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике для изготовления звуковых и ультразвуковых преобразователей, в частности для излучателей ванн ультразвуковой отмывки фотошаблонов микросхем. Для уменьшения относительного отклонения частоты в интервале рабочих температур от частоты, измеренной при температуре настройки, повышения диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической связи и пьезомодуля D₃₁, пьезоэлектрический керамический материал содержит дополнительно SRO и/или BAO при следующем соотношении компонентов, мас.%: PBO 63,01-67,26

ZRO₂ 18,79-20,21

TIO₂ 11,62-12,68

ZNO 0,33-0,77

BI₂O₃ 0,32-0,74

SB₂O₃ 0,20-0,46

MNO₂ 0,18-0,41 и SRO и/или BAO 0,31-3,25.Полученный по обычной керамической технологии: синтез при 980°С в течение 2-3 ч, спекание при 1180°С в течение 2-3 ч, материал имеет следующие характеристики: ε₃₃/ε₀ 900-1100

TGδ 0,003-0,010

K_P 0,46-0,59

D₃₁ (76-119)^.10^-12 Кл/Н

δF @ /F_R (0,20-0,85)%. 1 табл.