Пьезоэлектрический материал на основе лангасита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1506951 А 1)5 С 30 В 29/34, 15/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ термо- пособтур для ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(72) М.Ф,Дубовик, И.А.Андреев, Т,И.Коршикова, Е.К,Салийчук, Л,А.Коток и С,А.Лебедев (56) Авторское свидетельство СССРМг 1228526, кл. С 30 В 15/ 14, 29/22. 1984,Андреев И.АДубовик М.Ф. Новый диэлектрик - лангасит Г азба 5 014 - материал с нулевым температурным коэффициентом частоты упругих колебаний. Письма в ЖТФ, 1984, т, 10, Гч. 8, с. 487-491, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЛАНГАСИТА(57) Изобретение относится к производству монокристаллов лантан-галлиевого силиката (лангасита), может найти применение для изготовления пьезоэлектрических резонаИзобретение относится к производству монокристаллов лантан-галлиевого силиката и может найти практическое применение в качестве пьезоэлектрических резонаторов и монолитных фильтров системы радиосвязи и других устройств на обьемных и поверхностных акустических волнах.Цель изобретения - улучшение пьезоэлектрических параметров, уменьшение индуктивности, а также повышение стабильности и обеспечение работос ности в области комнатных темпера прямых срезов,Предлагаемые модифицированные монокристаллы лангасита получают следующим образом,Исходные порошки оксидов квалификации ос,ч прокаливают: оксид лантана при 1100+20 С, оксид галлия при 900+20 С, диоксид кремния при 300+20 С, оксид алюмиторов и монолитных фильтров системы радиосвязи и других устройств на обьемных и поверхностных акустических волнах и обеспечивает улучшение пьезоэлектрических параметров, уменьшение индуктивности, а также повышение термостабильности и обеспечение работоспособности в области комнатных температур для прямых срезов, Материал на основе лангасита, содержащий оксиды лантана, галлия и кремния, дополнительно содержит алюминий и/или титан е соответствии со следующей химической формулой азСа;-Аь 511-УТ УО 14. Количество алюминия соответствует х = 0,3-0,5, а титана у = 0,1-0,3, Величина средней добротности 0 приблизительно 26 10, а индуктивность 7,7-7,5. 2 з.п, ф-лы, 1 табл. ния при 900 ч 20 С и/или диоксид титана при 800+20 С. Затем взвешенные в расчетном стехиометрическом соотношении исходные компоненты перемешивают насухо в барабанах со стержневыми мелющими телами, увлажняют водой (100 мл воды на 1 кг смеси) и таблетируют порошок при удельном давлении прессования 250 МПа. После сушки таблетки обжигают в камерных печах при 1400+20 С в течение 4 ч. Таблетки шихты заплавляют в платиновый тигель при температуре примерно 1490 10 С, используя установку типа Донецс радиочастотным нагревом. Монокристаллы выращивают путем вытягивания на ориентированную затравку методом Чохральского, Выращенные монокристаллы механически разрезают на ориентированные пластинки - пьезоэлементы. Введение в исходную смесь оксида алюминия или диоксида титана улучшает1506951 сыпучие свойства исходных порошков и позволяет проводить смешение не в жидкой фазе(спирт, вода), а насухо, что значительно упрощает и сокращает процесс синтеза шихты.В таблице приведены параметры пьезоэлементов, изготовленных иэ монокристаллов лангасита, модифицированных алюминием и титаном при различном соотношении замещающих ионов, в сравнении 10 с аналогичными параметрами пьезоэлементов, изготовленных из монокристаллов лангасита Все сравниваемые образцы лангасита. Все сравниваемые образцы имеют одинаковые срезы для возбуждения про дольных колебании в интервале частот 125-130 кГц.Кэк видно из таблицы, пьезоэлементы, изготовленные из модифицированных монокристэллов лангасита, обладают более 20 высокой добротностью, меньшей индуктивностью, температура максимума их температурно-частотной характеристики (То) находится в области комнатной температуры. Значение величины Тп = -20"С при вве дении титана является положительным результатом в том смысле. что при стремлении получить То . - ф 20 С необходимо использовать ориентации ЛГС-Т, равные или близкие к нулевым (прямой срез). При этом ЗО все параметры модифицированного монокристэлла улучшатся по сравнению с параметрами оптимальных ориентаций ЛГС: индуктивность уменьшается на 10-12, резонансный промежуток увеличивается на 35 10,.Выход за предельные значения вводимых оксидов нецелесообразен, при уменьшении содержания алюминия и титана (пример 1 и 5) параметры пьезоэлементов 40 не отличаются от лангасита. увеличение содержания алюминия и титана приводит к Средняя доброт- Индукт ность 0 (10 ) ЛГС+12 +17 +20 Пьезоэлектрические свойства не обнаружены ЛГС - 1,0 А 26 28 32 33 Л ГС,5 Т ЛГС,1 Т ЛГС,2 Т Л ГС.-О,ЗТ ЛГС Т(и ьезоэлемент) исчезновению пьезоэлектрических свойств монокристаллов (примеры 4 и 9),Таким образом, введение модифицирующих добавок в указанных пределах обеспечивает достижение поставленной цели,При выращивании монокристаллов ланасита с добавками титана или алюминия улучшаются также технологические условия их роста, Так как оксиды галлия и кремния при малых градиентах, обладая повышенной способностью к переохлаждению расплавов, способствует росту ограненных монокристаллов лангасита, добавка алюминия или титана в шихту уменьшает степень переохлаждения расплава и способствует росту менее ограниченных кристаллов, В модифицированных монокристаллах также меньше выражены ростовая поперечная слоистость и объемный дефект, кристаллы менее окрашены. Формула изобретения 1. Пьезоэлектрический материал на основе лангасита, содержащий оксиды лэнтана, галлия и кремния, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения пьезоэлектрических параметров, материал дополнительно содержит алюминий и/или титан в соответствии со следующей химической формулой1 азха-,А 491-Т 014.2. Пьезоэлектрический материал по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения индуктивности, он содержит алюминий в количестве х = 0,3 - 0,5 при у = О,3. Пьезоэлектрический материал по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостабильности и обеспечения работоспособности в области комнатных температур для прямых срезов, он содержит титан в количестве у = 0,1 - 0,3 при х=О,Параметр паезезаементат. ческие свойства не обна же