Пьезоэлектрический керамическийМАТЕРиАл Советский патент 1981 года по МПК C04B35/495 

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при изготовлении преобразователей, действующих при высокой температуре. Известны оптически прозрачные монокристаллы, выращенные из расплавов щелочно-щелочноземельных ниобатов со структурой Ксшиево-вольфрамовой бронзы, обладающие пьезосвойствами, а также прозрачная сегнетокерамика на основе щелочно-щелочноземельных ниобатов со структурой калиево-вольфрамовой бронзы Пьезоэлектрическая керамика на основе твердых растворов щелочно-щелочноземельных ниобатов характеризуется низкими значениями диэлектрической проницаемости (100-200), высо кой точкой Кюри (580-620С), сохране нием пьезоактивности до температуры 500-550 С, но невысокими.пьезосвойствами (пьезомодуль d составляет (9-12) , коэффициент электромеханической связи Кр(0,1-0,2). Основной недостаток таких материалов - высокие диэлектрические потери (0,001-0,002) и довольно высокая температура обжига (1000-1300с) . ма Ва 5 71 осн мы зат сит сую под ны они ки - 20 25 30 аиболее б.лизок к предлагаемому риал в системе (3-22 мас.%)- N65,05 (32(18-60 мас.%) ас.%) 2. езокерамические материалы на е твердых растворов этой систентезируют 4 ч при 1000-1050 С, измельчают до прохождения через 10000 отв./см, после чего пресзаготовки размером мм авлением 1000 кг/см2-. Обожженри 1280-1300°С в течение 1-2 ч, меют следующие физико-химичесарактеристики:Плотность 10 кг/м 5,00-5,01 0,007-0,008 Водопоглощение,% Диэлектрическая 111-129 проницаемость, g Тангенс угла диэлектрических потерь, tg d Точка Кюри, ° С 610-620 Пьезомодуль, d -lO, Кл/Н Коэффициент электромеханической 0,23-0,25 связи, Кр

Материал сохраняет пьезоактивность ДО, С Разброс значений.

f (Т).

э-г

Указанные пьезокерамические материалы имеют сравнительно высокие температуры первого и второго обжига и большие значения тангенса угла диэлектрических потерь.

Цель изобретения - снижение температур обжига и диэлектрических потерь при сохранении высокой точки Кюри.

Поставленная цель достигается тем, что известный пьезоэлектрический керамический материал, включающий , Ва О, N82.0, дополнительно содержит , LigO и следующем соотношении компонентов, мас.%:

51,7-69,8

N52% ВаО 22,3-31,1 0,7-3,5

NajO 2,8-10,9

0,7-3,5

LijiO 1,0-2,0

BiiO

Соединения лития, натрия и бария вводят в шихту в виде безводных карбонатов . Шихту р азмалывают в мельнице с агатовой или корундовой футеровкой и с такими же шарами в среде абсолютного спирта.

После высушивания при 200-250 С материал подвергают первому обжигу в порошкообразном состоянии при 850-900 С в течение 4 ч, затем измельчают до прохождения через сито 10000 отв/см, после чего прессуют заготовки размером 14flO 2 мм под давлением 1000 кг/см2. Вторичный обжиг производят при 1090-1200 с в течение 1-2 ч. .

Электроды наносят напылением алюминия в вакууме. Поляризацию образцов проводят в силиконовом масле пр и напряженности поля 1540 кВ/см в течение 8 ч с охлаждением под полем в течение 2 ч. Измерения производят через 1 сут.

Пример 1. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.%: Li/iO 1,6,; 3,3; ВаО 24,7 Bi-jOj 1,1; NbjOj- 58,5; 10,8 получен по указанной ранее технологии и имеет следующие свойства:

Температура синтеза, °С

Температура спекания, С

Плотность, кг/м Водопоглощение,% Диэлектрическая проницаемость,6 Тангенс угла диэлектрическихпотерь, tg cf .

Точка Кюри, С Пьезомодуль, lO-, Кл/Н Коэффициент электромеханической связи Кр Материал сохраняет пьезоактивност до, °С Разброс значений,

f (Т), %.

Пример 2. Пьезоэлектричес- кий керамический материал состава, мас.%: 2,2; NagO 1,2; ВаО25,1 1,7; NbgOg- 59,0; TasOj- 10,8 получен по упомянутой технологии и имеет такие свойства:

Температура синтез., с Температура спекания, с Плотность, кг/м Водопоглощение,% Диэлектрическая проницаемость,6 Тангрнс угла диэлектрических потерь, tgcf Точка Кюри, С Пьезомодуль, .d3-i- 10, Кл/Н Коэффициент электромеханической связи, Кр Материал сохраняет пьезоактивность до, °С Разброс значений

f (Т), %

31

Пример 3. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.%: L 1,0 0,7; 1,4; ВаО 30,1; 2,0; Nb205- 63,0; 2,8 получен по упомянутой технологии и имеет следующие свойства:

Температура синтеза, С Температура спекания, С Плотность, кг/м Водопоглощение,% Диэлектрическая проницаемость; Тангенс угладиэлектрических потерь, tgcT Точка Кюри, «с Пьезомодуль, d 3 -10, Кл/Н Коэффициент электромеханической связи, К р. Материал сохраняет пьезоактивность до, °С Разброс значений, d3i f (Т), % 583383 формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, включаюший , ВаО, NajО, отличающийся тем) что, с целью снижения температуры Обжига и диэлектрических потерь при сохранении высокой точки Кюри, он дополнительно содержит , и при следующем соотношении компонентов, мас.%:|МЬдОе 51,7-69,8 ВаО 22,3-31,1 6 6 0,7-3,5 Та Оу2,8-10,9 Lf О , 0,7-3,5 Bij-O l.,0-2;ft источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Патент США № 2805165, кл; 252-629, опублик. 1957. 2. -Авторское свидетельство СССР 560409, кл. С 04 В 35/00, 1975.