Пьезоэлектрический керамический материал Советский патент 1982 года по МПК C04B35/495 

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания высочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества, в частности для ультразвуковых линий задержки.

Известен пьезоэлектрический керамический материал на основе нйобатов щелочных металлов следующего состава, мол. %: МаЫЬОз 76,00-86,5j LiNbOa 1,00-9,00; Cdo,5Nb03 12,50-15,00 1.

ЕГО недостатком для ряда практических применений является высокое значение диэлектрической проницаемости .

Наиболее близким к изобретению является пьезоэлектрический керамический материал, включающий , , LijOj, SrO,состав которого выражается следующим образом, мол. %: NaNbOj 85,53-87,24

LiNbOj 12,22-12,46 SrO 0,3-2,25 Известный материал имеет достаточно низкие значения диэлектричед-.

кой проницаемости (бТлЕо 110-130), сравнительно высокие значения коэффициента электромеханической связи (Кр 0,136-0,225 , скорость звука (Vg (5,58-5,86)-10 м/с).2.

Недостатками материала являются его высокая температура спекания (т.СП. ), вызывающая улетучивание щелочных металлов и связан10ную с этим плохую воспроизводимость характеристик, а также узкий интервал спекания.

Целью изобретения является понижение температурь спекания материа15ла.

Поставленная цель достигается тел что пьезоэлектрический керамический материал, включающий ,LI,jO, NbjOj, SrO, дополнительно содержит 20 МпО при следующем соотношении компонентов, мас.%:

81,40-81,53

NbjOy

16,52-16,54

NaiO ,

25

1,14-1,16 .

0,72-0,74 SrO

0,05-0,2 MnOa

; Синтез осуществляется по обычной 30 керамической технологии двукратным

о«5жигом: температура , продолжительность t 5 Ч) t 5 ч.

Спекание проводят методом горячего прессования по следующему режиму: 830-950 С, 200 г/см, время выдержки 40 мин.

Поляризация образцов производится в силиконовом масле при 140®С в течение 45 мий в поле напряженностью 38-47 кВ/см с последующим охлаждением под полем до .

В таблице приведены электрофизические и технологические параметры составов материала (N3 0-1LO-Nb OeSrO-MnOi).

Как видно из таблицы, введение марганца вызывает резкое снижение температуры спекания до 830-950 с. Составы предлагаемого материала имеют достаточно низкие значения диэлектрической проницаемости (ej /6 150164), весьма высокие значения коэффициента электромеханической связи(Кр 0,192-0.209) , пьезомодуля (d3(lli2) ,К/н), Диэлектрические потег ри (tg ,27-2,92% ) не выше, чем в известном материале (tgc 1,97-2,98%

Предлагаемый материал имеет более высокую скорость звука Vp (5,855,91;. 10 м/с. И это создает ДОПОЛНИ А тельные преимущества его использова- , НИН в высокочастотных устройствах по сравнению с известным материалом.

Наиболее эффективным является состав 2, имеющий Т. СП. . Сочетание в предлагаемом материале достаточно высоких значений Кр, d, Vp, довольно низких значений ejj /бд с очень температурами спекания является весьма благоприятным, так как позволяет при заданном уровне характеристик материалов достигать более высокий их воспроизводимости.

Положительный эффект предлагаемого материала обусловлен его качест-венным и количественным составом, что подтверждает также пример 4, демонстрирующий ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентраций компонентов. Нарушение этих пределов приводит, как видно из таблицы, к повышениюТ. сп.,, уменьшению Кр, VR. Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, включающий , , LI. SrO, отличающийся тем, что, с целью понижения темпера туры спекания, он дополнительно содержит Мп02 при следующем соотнсяаении компонентов, мас.%: Nb,j,05 81,40-JB1,53 16,52-16,54 968011 пр № 1,14 -1,16 0,72 -0,74 0,05 -0,20 Источники информации, нятые во внимание при кспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 19470, кл. С 04 В 35/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 94478, кл. С 04 В .35/00, 1979.