Электрооптический керамический материал Советский патент 1982 года по МПК C04B35/49 

Изобретение относится к керамическим сегнетоэлектрическим материалам на основе твердых растворов титаната-цирконата свинца, использу екых в оптоэлектронике и радиоэлект ронике, и может быть/ использовано для создания активного элемента в электрооптических устройствах, например, оптических модуляторах, филь pax для перестройки длины волны лаз ного излучения, .оптических датчиках напряжения и т.д. Известны сегнетоэлектрические материалы TI на основе твердых растворов PbTiO , PbZrO - PbCdjii b.P Указанные материалы используются в радиоэлектронике в пьезоэлектрических устройствах. Недостатком данных материалов является отсутствие у них прозрачности в видимой области спектра, что не позволяет их использовать в электрических устройствах. Известен также пьезокерё1ми.ческий материал получаемый методом горячего прессования, на основе твер.дых растворов РЬТЮз , PbZrCU-РЬС при следующем содержании компонен тов, мол. %: PbTiOrj 33,5-43,0 55,0-61,0 PbZrOi} .0 2,0-7,5 PbCdopW 3 Материал используется в радиоэлектронике, в частности в ультразвуковых линиях задержки. Недостатком известного материала является то, что он непрозрачен в видимой области спектра,, что также не позволяет его использовать в электрооптических устройствах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является прозрачный керамический сегнетоэлектрический материал З, .получаемый методом горячего прессования, на основе (РЬ ) (Ti.y Zr )0зг который- обладает линейным электрооптическим эффектом в видимой области спектра. высокий линейный электрооптический эффект наблюдается у состава ((Zro4oTitj4 03. Известно, чтовеличина линейного электрооптического эффекта определяется соотношением , ДП -1/2Пд Z Е, где Пд- показатель преломления; Z - линейный электрооптический коэффициент Е - напряженность электрического поля. 3 Значения произведения Пд Z, характеризующего величину электроопти ческого эффекта известных составов сведены в табл. 1. Недостатком указанного материал является малая величина получаемог линейного электрооптического эффек Цель изобретения - повышение ве личины линейного электрооптическог эффекта. Поставленная цель достигается те .что электрооптический керамический материал, включающий PbTiO и PbZrO дополнительно содержит РЬ (, )0 и CdO. при следующем соотношении ком понентов, мас.%: PbTiO .35,0-41,0 PbZrCH36,0-41,0 Pb(Cdo5 №05)03-18,0-25,0 CdO 0,1-1,1 Пример 1. Для получения ке рамического материала подготовлена смесь компонентов, содержащая, мас 40,0 PbTiO:., 40,0 PbZrO 19,5 PbCdo.VO, CdO 0,5 2. Готовят смесь к Пример мае.% : понентон, содержащую PbT.iO PbZrOi РЬС.,,„,0, 3. Готовят смесь к Пример понентов, содержащую,мае.%: PbTiO PbZrOi) PbCdo W,0, Пример 4. Готовят смесь к понентов , содержащую, мас.%: РЬТЮз PbZrO .V CdO 1,0 Пример 5. Готовят смесь к понентов, содержащую, мас.%: PbTiO 40,0 PbZrO,41,0 РЬС.„,,, о, - -- --18,0 - Пример 6. Готовят смесь компонентов, содержащую, мас.%: PbTiO,37,0 PbZr0337,9 PbCd WqyO,25,0 CdO 0,1 Шихту составов, указанных в примерах 1-6, получают смещением окислов. Синтез материала проводят при 850 С. Спекание образцов производят методом горячего прессования при 1060-1080 С и удельном давлении 300 кг/см с выдержкой при максимальной температуре 1-2 ч. После шлифования и полирования образцы Ю мм подвергают поляризации при 200°С в течение 2030 мин в поле напряженностью 20 кВ/см с последующим охлаждением в поле до крмнатной температуры. Значения произведения керамических материалов, получаемых по примерам 1-6, сведены в табл. 2. Из табл. 1 и 2 видно, что значе- ние произведения л Z предлагаемого керамического материала в три-четыре раза больше того же произведения известного материала при достаточной прозрачности. . Значение произведения п Z предлагаемого материала в 50 раз превыuiaeT п Z монокристалла КДР, которыР (может быть принят за базовый образец для модулятора лазерно1-о излучения. Предлагаемый материал может быть использован в качестве активного элемента модулятора, фильтра для перестройки длины волны лазерного излучения, оптического датчика напряжения. Это позволяет снизить величину управляющих .напряжений в тричетыре раза, вследствие чего повышается Нсщежность и уменьшаются габариты устройства, в котором использован предлагаемый материал. Таблица 1

3начения пропускания приведены для горячепрессованных образцов, шихта для которых получена методом смешения окислов.

Пропускание образцов измерено по длине волны 6328 А.

Формула изобретения

Электрооптический керамический материал, включающий РЬТ1Оэ,и PbZrO, отличающийся тем, что, с целью повышения величины линейного электрооптического эффекта, он дополнительно содержит Pb(Cdo,5W(j)0, и Сdo при следующем соотнсшении компонентов, мас.%:

PbTiO 35,0-41,0

PbZrO-i36,0-41,0

Таблица2

РЬ(са„,,,,,о,

18,0-25,0

0,1-1,1 Источники информации.

принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское.свидетельство СССР № 534443, кл. С 04 В 35/46, 1975.

: 37Applied Solid Stale Science Advanced in Material and Device Research, V.4. Academic Rress, Nev-York, 1974, 0.137-233. .