Пъезоэлектрический керамический материал Советский патент 1979 года по МПК C04B35/495 

Изобретение относится к области пьезоэлектрических, керамических материалов и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества, в частности в ультразвуковых линиях задержки, моночастотных резонаторах, работающих на толщинаых колебаниях, акселерометрах, а также дщя создания элементов, применяемых в тех областях техники, где требуется высокое соотношение прочности и веса. Известны пьезоэлектрические кера мические материалы на основе тверды растворов цирконата-титана свинца fl Однако эти материалы не обладают сочетанием высоких значений скорости звука V, отношения коэффициенто электромеханической связи и отношения G/р (где /5 - плотность ма териала, а. в - механическая трочность). Нсшболее близким техническим реш нием к изобретению являются материа лы на основе ниобатов натрия-лития 2 и 3. Общим недостатком этих материало является пониженное значение механи ческой прочности (и отношение О// при р всех матёриалов к. г/см) . Кроме этого, значения к тех составов, у которых К./Кр удовлетворяют требуемым условиям ( 2), недостаточно высокие (0,18-0,24). Цель изобретения - повышение механической прочности и отношения толщинного коэффициента электромеханической связи к плоскостному при сохранении высоких значений К, Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий NaNbOjH LiNbOj дополнительно с щержит HfOj, при следующем соотношении компонентов, мол. %: 87,37-87,47 NaNbO, LiNbO 12,48-12,49 0,04-0,15 HfOn В качестве примера были синтезированы и исследованы образцы составов, электрофизические и керамические характеристики которых приведены в таблице. Синтез составов осуществляют по обычной керамической технологии двукратным обжигом. Температура синjresa Т, , Tj 850«С, продолжятельность t, - t2 5 ч. Исходными компонентами являются оксиды

и карбонаты (, Na,CO- , ,, HfO). 32523

Спекание производят методом горячего прессования по следующему режиму:Электрофизические параметры материала х

Давление 200 кг/см Температура . Время выдержки 40 мин Поляризация образцов проводится в силиконовом масле при 140с в течение 45 мин в. поле напряженностью 2,5-3,5 KB/MM с последующим охлаждением под полем до 90С. NaNbC - у LiNbOj - z HfO

1 X 87,47 у 12,49 4,43 318 17 122 z 0,04

X 87,43 Из таблицы видно, что предлагаемый материал обладает повышенными значениями механической прочности, по сравнению с известным, при этом отношение увеличивается вдвое Слеует .отметить, что при больших концентрациях HfOg диэлектрическая проницаемость после поляризации.j/ значительно выше диэлектричес.кой проницаемости до поляризации бу.бр Следовательно, в данном случае (o-i/fo 100) то в свою очередь позволяет эффективно использовать предлагаемый материал в ультразвуковых линиях задержки на сдвиговых колебаниях. Высокие скорости звука при низких плотностях и достаточно низких значениях диэлектрической пpo ицaeмocти всех составов открывают возможность применят) предлагаемый материал в высокочастотной технике; высокое отношение К,/Кр позволяет использоват его в качестве моночастотных резонаторов, работающих на толщинных коле баниях и высокочастотных акселерометрах, в которых для определения : 0,156 300 5,64 820 0,32 2 ТОЧНОГО направления механического воздействия необходимо значительное превышение продольной чувствительности над поперечной; высокая механическая прочность материала позволяет получить изделия нужных размеров и формы; высокое отношение в/р предлагаемого материала позволяет применять его в специальной технике. Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий NaNbO и LiNbOj отличаю щийся тем, что, с целью повышения механической прочности, отношения толщинного коэффициента электромеханической связи к плоскостному К./Кр при сохранении высоких значений К., он дополните.льно содержит HfOg, при следующем соотношении компонентов, мол.%: 87,37-87,47 NaNbO, 12,48-12,49 LiNbO. 0,04-0,15

56974636

Источники информации,2, Патент Японии № 22269,

принятые во внимание при экспертизекл. 62 с 23, опублик. 1970.

электротехнике и радиоэлектронике (рус-3. Патент Великобритании №1140306,

ский перевод) ,т.53,№ 10 ,1965,са558.кл, С 04 В 35/00, опублик. 1967,