Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1981 года по МПК C04B35/497 H01L41/187 

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в качестве преобразователей, действую щих при высокой температуре. Известна керамика на основе ниоб та свинца с небольшими добавками оксидов циркония, титана, хрома и вольфрама. Температура спекания ука занной керамики 1275-1300 С, точка Кюри около 540с, пъезомодуль (1-10,1.) 10- Кл/н (1. Однако получение такой керамики связано с большими технологическими трудностями вследствие появления в процессе синтеза несегнетоэлектри ческой фазы. Наиболее близкой к предлагаемой является пьезоэлектрическая керамик на основе ниобата свинца и бария 2 которая содержит, в мас.%: РЬО28,5-43,7 Вас1,6-3,4 54,8-68,0 и имеет температуру спекания 12751400°С, точку Кюри 375-530С, диэлектрическую проницаемость 163-350 Пъезомодуль d 129 lO- Кл/н приведен только для состава PbQoj- Ва.,. (NbOj)2 или в мас,%: РЬО 43,6; ВаО 1,6 и 54,8. Недостаткам этих материалов являются недостаточно высокие значения. пьезоэлектрического -модуля d при сравнительно низкой точке Кюри и высокой температуре спекания. Цель изобретения - повышение пъезомодуля и точки Кюри и снижение .температу1ил спекания керамики. Поставленная цель достигается тем, что известный пьезоэлектрический керамический материал, содержащий , РЬО и ВаО, дополнительно содержит и при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЬО24,1-39,2 ВаО0,1-11,5 ,4-4,5 Ui-iO0,1-1,4 Nbg OgОстальное Оксиды лития, натрия и бария вводят в шихту в виде безводных карбонатов. Шихту измельчают и гомогенизируют в мельнице с агатовой футеровкой и такими же шарами в ереде абсолютного этилового спирта. После высушивания при 200-250 С проводят сйнтез материалов при максимальной температуре в течение 4ч, после чего материал измелЬчают до прохождения через сито 10000 отв/см2 и прессуют заготовки размером 14x10x2 мм под давлением 700 к г/см . Окончательный обжиг производят при 1120-1230°С в течение часа. Электроды наносят напылением алюминия в вакууме. Образцы поляри зуют в силоконовом масле при и напряженности поля 15-40 кВ/см в течение 8 ч с охлаждением под полем в течение 2 ч. Измерения производя через сутки. Диэлектрические свойс ва измерены на частоте 10 Гц. Пример 1, Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.%: РЬО39,1 ВаО0,1 Nb Og58,0 Li200,1 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства: Температура спекания,°С 1200 Плотность кг/м 5,7 Водопоглощение/ % 1,5 Диэлектрическая проницаемость323Диэлектрические потери 0,02 Точка Кюри ,° С 650 Пъезомодуль ,Кл/н 16 Пъезомодуль ,Кл/н 150 Коэффициент электромеханической связи Кр,% 18 Механическая добротность Яуу,10 4 Пример 2. Пьезоэлектричес керамический материал состава, мае.%: РЬО Вас Nb2.0g. 2,2 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства: Температура спекания,С 1140 Плотность f.10 ,кг/м 5,9 Водопоглощение, % 0,76 Диэлектрическая проницаемость282Диэлектрические потери 0,01 Точка Кюри,С 640 Пъезомодуль 63-7 О ,Кп/н 22 Пъезомодуль ,Кл/н 160 Коэффициент электромеханической связи Кр,% 13 Механическая добротность (3т178 Пример 3. Пьезоэлектричес м|ерамический материал состава, мас РЬО 24,7 Вас11,2 ЫЬгОр 61, .biuO0, Na,2;0 , 2,9 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства: Температура спекания, С 1230 Плотность f-lO, кг/м 5,6 одопоглощение, % иэлектрическая проицаемостьиэлектрические потери 0,02 ьезомодуль ,Кл/н 21 ъезомодуль dg -io;- Кл/н 160 оэффициент электромехаической связи Кр,% 19 еханическая добротость qyY(352 Пример 4. Пьезоэлектричесматериал состава, мас.%: РЬО24,1 ВаО11,0 Nb205-59,9 Ы2.00,5 Ыа,04,5 учен по указанной технологии HI ет следующие свойства: Температура спекания,С 1150 Плотность р-10, кг/м 5,6 Водопоглощение, % О Диэлектрическая проницаемость595Диэлектрические потери 0,01 Точка Кюри, С 630 Пъезомодуль dj.,- lO-l, Кл/н 9,0 Пьезомодуль djj- , Кл/н 150 Коэффициент электромеханической связи Кр ,% 14 Механическая добротность Qvn489 Пример 5. Пьезоэлектрическерамический материал состава, .%: РЬО38,2 ВаОо,1 Nb Off57,7 bifiO0,1 Na2.03,9 учен по указанной технологии и ет следующие свойства; Температура спекания,С 1205 Плотностьр-10, кг/м 5,8 Водопоглощение, % 0,68 Диэлектрическая проницаемость358Диэлектрические потери 0,01 Пъезомодуль 10--, Кл/н13,9 Пъезомодуль dg, 10-, Кл/н155 Коэффициент электромеханической связи К ,% 12 Электромеханическая добротность Q На фиг. 1 приведены температурзависимости пъезомодуля для тавов 1 и 2; на фиг. 2 - темпераные зависимости диэлектрических йств для составов 1 и 2. Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический ериал, содержац(ий , РЬО и ,-отличающийся тем, , с целью повышения пъезомодуля

djjH точки Кюри и снижения температуры спекания, он дополнительно содержит Na,jO и следукнцем соотнсшении компон ентов, мас.%: РЬО24,1-39,2

ВаО0,1-11,5

Na,iP1,4-4,5

.I-igO0,1-1,4

NbjiOg-Остальное

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1.Патент США № 2.731.419, кл. 252-62J9, опублик. 1956.

2.Патент ОНА 2.805.165, л. 252-62.9, опублик. 1957

t И

№

Ч

5

tJ

т

гво

600 ft

т

ш

zoo 300itOO 500BOO700 t с

ЮО

Фиг.1