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

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материа- лам и может быть использовано для создания высокочастотных преобразо-. вателей, в частности для дефектоскопов , работаимяих в условиях повышенной температуры.

Известны пьезокерамические материалы на основе чвтырехкомпонентных систем твердых растворов, содержащих PbTiO и PbZrOJi H два других компонента типа РЬВ, л вуо-1,11Однако указанные материалы имеют недостаточно высокую температуру Кюри f S и поэтому не могут применяться при повышенных рабочих температурах (300-320с) . Кроме того, |лногие из указанных материалов обладают недостаточно низкими значениями диэлектрической проницаемости, необходимыми для работы в высокочастотном диапазоне.

Наиболее близкой к изобретению является трехксилтонентная система }, содержащая РЬТЮэ, PbZrO-,,, в следующих количествах, мол.%:

42,0-45,0

PbTiO% PbZrOlb 53,0 PbW jiCcV Oa 2,0-5,0 МАТЕРИАЛ

Однако известные материалы при высоком коэффициенте электромеханической связи Кр 0,57-0,63 имеют недостаточно высокие температуры Кюри Т 339-359°С, низкую те.мпературную стабильность электрофизических параметров и недостаточно низкие значения диэлектрической проницаемости . 780-840.

10

Целью изобретения является повышение точки кюри, улучшение температурной стабильности электрофизических параметров, снижение диэлектрической проницаемости и температуры

15 спекания.

Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий PbTiO, PbZrOj и Pb(W,d.,/) 0,, содержит указанные

T,.jrr, тп. тэ гчт1латт1гглттЮ и r/ i TUrtitMaMUl

в следующем соотношении.

компоненты мол.%:

РЬТЮг 61,0-75,0

PbZr09 10,0-37,0

25 ,,) 0., 2,0-15,0

Синтез составов осуществляется по обычной керс1мической технологии в защитной атмосфере РЬО. Температура синтеза 850°С, продолжительность 30 10 ч. Спекание образцов производится методом горячего прюссования по следующему режиму: температура 1025ИбСУС, давление 19,6 МПа, время выдержки 40 мин.

Температуры спекания составов приведены в табл. 1.

Поляризация образцов проводится в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 при 140°С в течение 45 мин в поле напряженностью 4,0-4,3 MB с последующим охлаждением под полем ,до .

Измерение электрофизических параметров проводится через 24 ч после поляризации в соответствии с ГОСТ 12370-72.

Электрофизические характеристики исследованных составов приведены в табл. 2. Составы имеют следующие значения: температура Кюри 1 397-455С, коэффициент электромеханической связи Кр 0,083-0,320, диэлектрическая проницаемость 233-460.

Результаты измерения температурной стабильности электрофизических параметров предлагаемого и известного материалов приведены в табл. 3.

Расширение интервала концентраций PbTiO или PbZrO предлагаемого пьeзoкepa 1ичecкoгo материала приводит либо к резкому снижению коэффициента электромеханической связи, пьезомодуля, либо к снижению температуры сегнетоэлектрического фазового перехода Tj и повышению диэлектрической проницаемости.

Предлагаемый пьезокерамический материал спекается при более низких темгт-эратурах (VQ 1-025 1180°С} по сравнению с известными (, 1080-1280°С), что делает его более

техно.огичным и эконЪмически выгодным длл промышленного производства.

Сочетание высоких -значений температуры Кюри Ту с низкими значениями диэлектрической проницаемости

при сравниа шьно высоких значениях коэффициента электромеханической связи Кр и пьезомодуля d-,, (табл. 1) позволяет использовать предлагаемый материал для создания высокочастотных пьезопреобразователей, работающих при повышенных температурах.

rOOUlOCOLOOLnnOLOOr O tM N -H HtNCNCN nrOtSCVjrnrO(NrM

1П1Л1Л1ЛОООО1ЛШ1Л1Л Н НгНтЧ r r-r-r-I t -r--t kDVto43VDVO« kDlO

смгочщуэг ооелотнмптгшчо

Л

а

S

ч ю It н

г m

00

о

г.

п

VO РО

00

о о

о ш п

Ч

со

1Л

1Л

ш го

N п

VO

оа

о

i4 ОЧ

ю

о о t00

м

г«

п

ч m

1Л 11975681 Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий РЬТ10„ , PbZrOf и PЪ(.) 0, отличающийся тем, что, с целью повышению точки Кюри, улучшения температурной стабильности электрофизических параметров, снижения диэлектрической проницае юсти и температуры спекания, он содержит указанные компоненты в следунк1ем соотношении,, мол.%: при кл. PbTiO 61,0-75,0 PbZrO 10,0-37,0 Pb(%Cd,, 2,0-15,0 Источники информации, нятые во внимание при экспертизе . 1. Патент Великобритании №1430475, С 01 F, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 9395, кл. С 04 В 35/46, 1970.