Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1981 года по МПК C04B35/491 

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕИ1АЛ

Изобретение огаосится к материалам, пригле няемым в радиоэлектронике, в частности для изготовления пьезокерамических фильтров, работающих на объемш 1х и поверхностных акустических волнах. Известен пьезокерамнческий материал на основе цирксжата-титаната свинца P1(ZryTi)O содержащий добавки оксидов марганца,; висмута и двухвалентного металла, например цинка 1. При значении х s 0,55-0,60 можно получить материал, имеющий значения дизлектрической проиицаемости 320-400, козффицнента злектромеханнческой ; связн ,35-0,47, к(нако температурная стабильность резшаисной .частоты его не достаточно высокая: температур ный коэффициент частоты ТКЧ-(90-120) 10 1/град. Высокие значения температурного коэффициента частоты ТКЧ не позволяют использовать известный 1материал для изготовления пьезокерамических фильтров. Наиболее близким техннческим решением к предлагаемому является материал на основе иирконата-титаната свинца, включающий добав:ки одного оксида-из группы (кадмий, цинк. медь и ннкель), а также оксида марганца 2. Одаако значения ТКЧ у известного материала также недостаточно низкие. Цель изобретения - снижение диэлектрической проннцаемостн, улучщение температурной стабильности резонансной частоты при сохранении повьпнеииых значеннй козффициекта электромеханической связи. Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-титаната свинца с добавками оксидов кадмия или цинка и оксида марганца, дополнительно содержит оксид церия при следующем соотнощении компоиеитов, мол.%: Оксид кадмюг или шшка0,9-2,0 Оксид марганца0,5-1,5 Оксид церия0,25-1,0 Цирконат-тнтаиат свинцаОстальное Прн этом пьезоэлектрический керамический материал содержит в цирконате-титанате свинца 55-67 моп.% шфконата свинца. Пример 1. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%: MnOj0,98 СеОг.0,98 CdO1,96 РЬ(гго5вТ(42)Оз96,08 Для приготовления - 00 г материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, г: РЬСОз80,53 ZrOj21,53 TiOj10,11 MnOi0,27 СеОз0,53 CdO0,79 Шихту готовят в шаровой или вибромельни це. Полученную шихту подвергают обжигу (в виде брикетов или порошка) при t в течение 2-3 ч. Прокаленный материал измельчают в порошок с размером частиц не более 3/л, добавляют в качестве, связки водный раствор поливинилового сш1рта и прессуют заготовки, например, в виде дисков при уд.давлении 1-1,5 т/см Спрессованные заготовки помещают на керамические подложки из диоксила циркония (или оксида алюминия), накры вают такой же подложкой (образцы в таком виде помещают в никелевый пакет), затем помещают в печь и спекают при 1120-1180 С в течение 2-3 ч. Скорость подъема температур составляет 200-300 t/ч. охлаждение проводитс вместе с печью. Спеченные изделия шлифуют до заданного размера, затем на них наносят электроды методом вжигания серебряной пасты при 780+50С в течение 15-30 мин. Поляризация изделий осуществляется в полисилоксановой жидкости ПЭС-5 при MO-ISOC в постоя ном электрическом поле напряженностью 3 - 4 кВ/см. Свойства полученного материала, измеренны на дисках диаметром 10+1 мм и толщгаюй 1+0,005 мм, приведены в таблице. Пример 2. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%: ШОг0,5 СеОз0.5 ZnO0,99 Pb( )0398,ОЬ ДШ приготовления /чу КЮ г материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компсшентов, г: РЬСОз81.35 ZrOj21i38 TiOj10,46 MnOj Q.13 CeOa.0,26 ZnO0,25 ДaJiьнeйшиe опера1щи аналогичны описанны в примере 1. Свойства полученного материала приведены таблице. Пример 3. Пьезоэлектр 1ческий кераческий материал состава, мол.%; MnOj0,74 CeOj0,25 ZnO0,99 Pb(Zr,5, Т1о,4з)0з98,02 Для приготовления л/100 г материала уканного .состава готовят шихту, состоящую из едующих компонентов, г: РЬСОз81,35 Дальнейшие операции аналогичны описанным примере 1. Свойства полученного материала приведены таблице. Пример 4. Пьезоэлектрический керамикий материал состава, мол.%: MnOj1,47 CeOj0,49 ZnO,96 Pb(Zro,6oTio/o)0396,08 Для приготовления 100 г материала уканого состава готовят шихту, состоящую из дующих компонентов, г: РЬСОз80,53 ZrOj22,28 TiOj9,63 (VtnOj0,40 CeOj0,26 ZnO0,50 Дальнейшие операции аналогичны описанным римере 1. Свойства полученного материала приведены аблице. Пример 5, Пьезоэлектрический керамикий материал состава, мол.%: 0,98 0,98 1,96 Pb( Т|,эв)0з 96,08 При приготовлении лх 100 г материала ука;ного состава готовят шихту, состоящую из дующих компонентов, г: РЬСОз.80,53 ZrOj23,02 ТЮг9.15 MnOj0,27 СеОа0,53 CdO 0,79 Дальнейшие операции аналогичны описанным римере 1. . Свойства полученного материала приведены в таблице. Пример 6. Пьезоэлектрический кера мический матеркал состава, моп.%: МпОг0,98 CeOj0,98 ZnO1,96 РЬ(гг()Оз96,08 При приготовлеиии «у 100 г материала ука занного состава готовят и0кту. состоящую из следующих компонентов, г: РЬСОз80.53 ZrOj24,87 TiOj7 5 MnOj0,27 СеОг0,53 ZnO0,50 Дальнейшие операции аналогичны описанным в примере 1. Свойства полученного материала приведены в таблице. Пример 7. Пьезоэлектрический кера мический материал состава, мол.%: Pb(Zr,i55 Tio,45) Oj При приготовлении л/ 100 г материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, г: PbCOj80,53 ZrO,20,42 TiOj10,84 MnOj0,27 СеОз0,53 CdO0,79 Дальнейшие операции аналогичны описанны в примере 1. Свойства полученного материала приведены в таблице. Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал иа основе циркоиата-титаната свинца с добавками оксидов кадмия или цинка и оксида марганца, отличающийся тем, что, с целью снижения диэлектрической проницаемости, улучщеиия температурной стабильности резонансной частоты при сохранении повыщснных значений коэффициента электромеханической связи, он дополнительно содержит оксид церия при следующем соотношении компонентов, мол.%: Оксид кадмия или цинка0,9-2,0 Оксид марганца.0,5-1,5 Оксид церия0,25-1,0 Цирконат- титанат свинцаОстальное Источники информации, принятые во внимание пря экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР М 286012, кл. Н 01 В 3/00. 1968. 2.ABTOjxjKoe свидетельство СССР № 297115, кл. Н 03 Н 7/02,1969.