Пьезоэлектрический керамический материал

(5114 С 04 В 35/О РЕТЕНИЯ ЕТЕЙЬСТ ТОРСН 7,72-95,6 2,31-2,52 1,81-9,97 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(71) Ростовский ордена ТрудовогоКрасного Знамени государственныйуниверситет им. М. А. Суслова(56) Иадаго К., УашагаЫ Т.,01 агаК 1 К П 1 е 1 естг 1 с апй р 1 еяое 1 есгг 1 с ргорегг 1 ез оГ Ьог-ргеззей1 еай рогазз 1 шд п 1 оЬаге Сегаш 1 сз,Ргос, оГ гЬе 2-шеег 1 пр оп Геггое 1шаг, апй гЬе 1 г арр 1. Кого, 1979,р. 251-256. 801203078(54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий РЬИЬОь,КЫЬОп, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения аниэотропин пьезоэлектрических свойств икоэффициента электромеханическойсвязи, он дополнительно содержитИЬОз при следующем соотношении компонентов, мас.Х:РЬИЬОь 8 7КРЬ,О,Иь,оз5 О 15 20 25 30 35 Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано в качестве материала при конструировании пьезокерамических устройств, в частности, акустических преобразователей с широким рабочим интервалом температур и минимальными амплитудами паразитных мод колебаний, вследствие высокой анизотропии пьезоэлектрических свойств (е 1 з/Й10К(-1 р й 7), малой механической добротности С 1,( (30) при высоких значени- ях сиз " 8010 "Кл/н.Для эффективной работы электро- механического преобразователя материал, из которого он изготовлен, должен наряду с высокими значениями коэффициента электромеханической связи основной толщиной моды кобебаний К и пьезомодуля Йзз обладать низкими значениями коэффициента электромеханической связи радиальных колебаний Кр и пьезомодуля ЙЗ, иметь низкую механическую добротность и высокую температуру Кюри (Тк)Целью изобретения является повышение анизотропии пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической связи.Введение ЯЬО в систему РЬИЬ 10- КИЬе 06 приводит к увеличению на стадии спекания размеров кристаллитов до 100-200 мкм, что является одним из необходимых условий достижения высокого уровня пьезоэлектрических параметров.Синтез составов керамического материала производят с использованием в качестве исходного сырья следующих реактивов: РЬО (или РЬСОЗ) ч.д.а., МЬО Нбо-Пт, КСОз х.ч.Материал синтезируют методом твердофазных реакций. На первом этапе получают метаниобаты свинца (РЬМЪО) и калия (КЯЬОз) .Метаниобат свинца синтезируют из шихты РЬО (или РЬСОЗ);ИЬОз - 1:1,смешанных мокрым способом ц вибромельнице. Температура синтеза 9501000 С, продолжительность - 3 ч.Спеки размалывают ншаровой мельнице, Для получения К 1 ЪР компонентысмешивают ца вибромел лице сухимспособом и шихту подвергают двухкратному обжигу при 850 С (10 ч) и950 С (5 ч), Синтез материала производят из смеси РЬЮ (6, К%0-., цИЪ 05 однократным обжигом при 100 (,в течецие 4 ч. Контроль за полнотой протекация реакции и за структуройобразовавшегося продукта осуществляют с помощью рснтгсцофазоцото ацализа (РФА),Спекание образцов проводят методом горячего прессования црц температурах Тспек = 1250+20 С, дав,пении2 10 Па, времени выдержки 40 мцц.Образцы имеют Форму диска диаметром 10 мм и толщиной 0,5 мм.Электроды наносят жигацием серебряной пасты. Поляризацию образцовпроводят в полиэтилсилоксацовойжидкости ПЭСпри температурах140-150 С, в поле (4,0-5,5) 10 В/м.Как видно из таблицы, материалимеет низкие значения диэлектрической проницаемости (215-430) и механической добротности (22-39) придовольно больших значениях коэффициента электромеханической связитолщинных колебаний К 0,32-0,44)и пьезомодуля е 1 з (б 8-87) 10Кл/Н,Наиболее важным достоинством этого материала для акустических преобразователей является высокая анизотропия пьезоэлектрических свойств (К(/Кр=4,2-7,4; д/е 13 5,4- 10,2), а также высокая температура Кюри (Т =539-553 С). Оптимальным со держанием параметров обладает состав, содержащий 93,9 б мол.7 РЬМЪО, 2, 48 мол, % К ИЬОи 3,56 мол. Е ИЪОз (состав 2 таблицы).1203078 Электрофизические параметры составов системыРЪИЬОь - КМЪОь - МЬгО даны в таблице Содержание компонентов,мол.%( СРБх 10 Й 1-Р 101 зйь Кл/Н РЬБЬ Оь К".ЪО НЬО 0 м Тк,С 215 1,8 0,40 5, 1 68 95,67 2,52 1,81 Составитель О. СамохинаРедактор Н. Егорова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник 2 93,96 2,48 3,56 230 1,1 0,44 7,4 80 3 . 90,73 2,39 6,88 340 1,2 0,35 6,7 74 4 87,72 2,31 9,97 430 1,4 0,32 4,2 87 Заказ 8383/30 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5