Пьезокерамический материал Советский патент 1977 года по МПК C04B35/00 H01L41/18 

1

Изобретение относится к пьезокерамическим материалам и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества и, в частносги, для

широкополосных фильтров и гидроакустических устройств, работающих в режиме приёма.

Материалы для указанных областей применения должны обладать как можно более высокими пьезоэлектрическими параметрами Кроме того, для фильтров важно иметь материалы с повышенной температурной стабильностью резонансной частоты, а для гидроакустических прием:тков - материалы с пониженной скоростью звука, так как это способствует уменьшению размеров приемников.

Известны пьезокерамические материалы на основе многокомпонентных систем сег- нетоэлектрических твердых растворов.

Некоторые из указанных систем имеют низкие значения пьезопараметров - коэффициента электромеханической связи Кр и пьезомодуля fi . Другие системы обладают

достаточно высокими пьезопараметрами,; однако из-за низкой температурной стабиль носга резонансной частоты эти материалы трудно использоаагъ в фильтровой технике, а из-за скорости звука - в гидроакустических приемниках. Из известных многокомпонентных пьезокерамнчёских материалов по составу наиболее близким техническим решением является материал, включающий PbTiOj,рьггОз,Рьмь2/зМ(}|/зОз. PbNbj/s ,Oj и содержащий дополнительно модифицирУ щий окисел металла СоО i. Пьезоэлектрические параметры этого материала достаточно высокие: Кр 0,654-0,69; с%( (5,48-6,75) 10, ед.Сб5е . Относительное отклонение резонансной частоты Jr (в интервале от +2О°С до +8О°С) от fpjj , измеренной при +20 С ufii|frb i велико и составляет (1,91-3,07)%.

Таким образом, температурная стабильность резонансной частоты этой системы низкая. Кроме того, этот материал обладает высокой скоростью звука Ср (3, Об - 3,24.) 10 см/сек н довольно низким удельным сопротивлением (при 100°С)

jC (4-5).см. Значения получены в результате лопопнительного исгпытания cHCTeMbKPbllOj-pbZrOa- Р Щц щ/зОу -PbNbj,3AV0Q,-CoO.

Целью изобретения является повышение темперагурнойста(Й1Льностя резонансной частчзты, умень1иение скорости звука и увелнчение удельного объемного сопротивления.

Это достигается тем, что в известном шезокерамическом материале, содержащем PbTiOj ,РЬ2гО. ,pbktb.,Zn4/aO:i. PONba/j l/S 8 и добавку в виде окисла металла, в качестве добавки он содержит окисел металла из группы Tt.yO при следующем соотношении исходных компонентов, мол.%: РЬТЮз41,87 - 42,40

PbZflOj40,10 - 40,60

PbNbj/,,25 - 4,30

РЬМЬг/зАЛ 1,зОз 12,30 - 12,45 ,25- 1,48.

Синтез составов пьезокерамического материала осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО . Температура синтеза 750-850°С, продолжительность 4-1О час. Спекание обрадцов проводят по следующему режиму; температура 1090 - 1170°С, давление 20О кг/см , время выдержки 40 мин. Поляризацию образцов проводят в силиконовом масле при температуре 14О С в, течение 45 мин. в поле напряженностью 3-5 кв/мм с последующим охлаждением под полем до

Пьезокерамнческий материал отугачается повышенной температурной стабильностью резонансной частоты (в интервале от до +80°C)&f,/fr i (0,65-1,45)%, пониженной скоростью звукаСр (2,88-3,0) х X 10 см/сек,повышенным удельным сопротивлением(при1000С)Д ( 1,4-2,7)-1О ом-см, Таким ;образом, по параметрам СуИ РУ данный материал обладает явным преимуществом по сравнению с известным. Кроме того, все составы этого материала имеют высокие значения пьезопараметров: К, 0,659-0,689, oljjK 6,4-7,0) ЮГ, ед CESE , и высокие значения температуры Кюри, Т. кип. (ЗО2-316)°С.

Сочетание высоких значений пьезопараметров с улучшенной температурной стаоильностъю резонансной частоты, пониженной скоростью звука является благоприятным для более эффективного применения предлагаемого материала в широкополосных фильтрах и гидроакустических приемниках.

Формула изобрегения Пьезокерамический материал, содержаишй

РЬТоз, РьггОз, PbNbj,3 Zn4/3 Оз Рь М Ьг/з Oj

и добавку в вдде окисла металла, о г л и ч ю щ и и с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности резонансной частоты, уменьшения скорости звука и увеличения удельного объемного сопротивления, в качестве добавки он соде1 жит окисел металла , а именно или TfijO при следующем соотношении исхсдных компонентов, мол.%:

PbTiQj41,87 - 42,40

РЬггОз40,10 - 40,во

РЬМЬг,з2п1,зОз4,25 - 4,ЗО

PbNb2,3Mg,jOj12,30 12,45

MejO0.25 - 1,48

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свметельство СССР № 413126, М., КлГ С О4 В 35/ОО, 17.О4.72.