Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1991 года по МПК C04B35/472 H01L41/187 

Изобретение относится к материалам пьезотехники и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектричеких преобразователей ультразвуковых дефектоскопов, толщинометром, приборов медицинской диагностики.

Цель изобретения - повышение коэффициента электромеханической связи Kt и уменьшение значения механической добротности QM(t) при сохранении значений Кр, равных нулю.

Составы материала синтезируют методом твердофазных реакций. Для повыше- . ния гомогенности твердых растворов (ТР) синтез проводят з две стадии с промежуточным помолом спеков и перемешиванием.

Режимы последовательных обжигов: TI 850°С при ti 10 ч, Т2 1000-1150°С при 12 2,5 ч. Спекание проводят по обычной керамической технологии в атмосфере кислорода при Теп 1130-11 70бС в течение 4 ч. В результате получают однофазные поликристаллические ТР со структурой типа пе- ровскита, Поляризацию измерительных образцов диаметром 12 мм и толщиной 0,5 мм проводят в полиэтилсилоксановой жидкости марки ПЭС-5 при Тп 100-160°С. Еп (6-10) -106В/м, тп 15мин.

Измерение основных электрофизиче- ких параметров проводят через 24 ч после поляризации в соответствии с ОСТ 110444-81. Определение малых Kt (0,15) проVJ о

I-

ч о со

водят с учетом поправки к измеренному резонансному промежутку. Значение Kt определяют путем измерения основной резонансной частоты толщинной моды колебания и ее обертонов при помощи измерителя амплитудно-частотной характеристики XI-48,

В ряде случаев значения Kt уточняют измерением резонансной и антирезонансной частот на измерителе импеданса ВМ- 508. На этом же приборе фиксируют значения резонансного сопротивления образца, необходимые для расчета С1м(т). Измерения Ьзз выполнены в квазистатичебком режиме.

Составы м характеристики полученного материала приведены в табл.1 и 2 соответственно.

Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТЮз, СаТЮз, Pb(Wi/2Zm/2)03, Pb(B02)2, РЬМпОз и РЬ(А/1/2Ме1/2)Оз, где Me - металл, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи Kt и уменьшения значения механической добротности QM(I) при сохранении значений KD, равных нулю, в качестве Me он содержит Мд при следующем соотношении компонентов, мас.%:

РЬТЮз78,91-84,84

СаТЮз7,13-12,64

Pb(Wi/2Zm/2)035,17-5,51

РЬ(ВОг)21,43-1,48

РЬМпОз0,11-0,14

Pb(Wi/2Mgi/2)031,26-3,23

Таблица1

П р и м е ч а

н и е. Тсп - температура спекания; Т - температура поляризаций; Еп - напряженность поляризующего поля; te - время поляризации;

р - плотность; Тц - температура Кюрл; 0 /ртеао отношение экспериментальной плотности к теоретической; О - средний размер зерна; Sjj/.Eo - относительная диэлектрическая проницаемость; tg - тангенс угла диэлектрических потерь; Kj. - коэффициент электромеханической саяаи толщиь юй нодыколеоония; К„ - когл141ициент электромеханической связи радиальной моды холебани: |; К/Кр - отношение коэффициентов электромеханической связи (величина отношения отражает степень анизотропии Коэффициентов электромеханической связм); (t) - механическая добротность толщинной моды колебаний; d35- продольный пьезомодуль; d}( поперечный пьезо- модуль; djj/cljj отношенче пьезомодулей (величина отношения отражает степень анизотропии пьезомодулей).

Изобретение относится к материалам пьезотехники и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых дефектоскопов, толщинометров, приборов медицинской диагностики. Для повышения коэффициента электромеханической связи KI и уменьшения значения механической добротности при сохранении значений Кр, равных-нулю, пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТЮз, СаТЮз, Pb(Wi/2Zm/2)03, Pb(B02)2, РЬМпОз и РЬ(Л/1/2Меш)Оз, где Me - металл, в качестве Me содержит Мд при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЬТЮз 78,91-84,84; СаТЮз 7,13-12,64: Pb(Wi/2Zm/2)03 5,17-5,51; Pb(B02h 1,43- 1,48; РЬМпОз 0,11-0,14 и Pb(Wi/2Mgi/2)03 1,26-3,23. Спекание материала проводят в атмесфере кислорода при 1130-1170°С в течение 4 ч, Материал имеет следующие характеристики: Тк 277-347°С; (6,75-7.1)-103 кг/м3;езз/Ј0 120-170; tg б 1,8-2,1%; KtO,61- 0,68; QM(t) 4,0-8.4; d33 (100-123) Кл/Н; дзз(73-107) -10 3В-м/Н.2табл. сл