Пьезоэлектрический керамический материал

(57) Использизготовлениязователей, С лектрическсодержит комношении, м30,563 - .40,34 В 10,5 Т 103; 1 1 табл. ование: электро пьезоэлектрич щность изобре й керамическ поненты при сл с.: 34,932 - 4 4 РЬТ 10 з; 9,50 000 - 25,000 РЬ нная техника, еских преобра тения: пьезоэий материал едующем соот,110 РЬ 2 гОз;5-12,546 Ко,5 МЬ 2/з 2 п 1(зОз ически нстиова, О.П.федор с о СССР46, 1980.ство СССР/49, 1983. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТО Р С.КО МУ С В ИДЕТ ЕЛ Ь Изобретение относится к области физического материаловедения и может быть использовано в электронной технике при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей - приемников акустических колебаний, вибраций, быстропеременных давлений.Известен пьезоэлектрический керамический материал, представляющий собой поликристаллический твердый раствор 0,7 РЬ 2 ГОз + О,ЗКо,5 В 1 о,5 Т 10 з, характеризующийся высокими значениями пьезомодулей (бзз=(100 - 200) 10 Кл/Н, бз 1=(20 - 50) 10 Кл/Н). Однако он имеет мал ю ельную пьезочувствительность (бзз/ е з/е 0 е(3,24- 4,32) 10Кл/Н) и относительно небольшую анизотропию пьезомодулей (бзз/бзик = 3-4).Наиболее близким к предлагаемому материалу является материал, представляющий собой поликристаллический твердый раствор, - (О,ЗКо,5 В о,5 Т 10 з+ 0,7 РЬ 2 гОз) + + 0,7 РЬТОз. Он имеет высокие з 1 ачения пьезоэлектрических характеристи (О 31 = = 5010Кл/Н; бзз = 100 10 Кл/Н)(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИСКИЙ МАТЕРИАЛ Недостатками известного материала являются небольшое значение пьезочувст- Л вительности (бзз/1 Язео = 7,25) и малая анизотропия пьезомодулей (бзз/бз 1 = 2).Цель изобретения - повышение анизотропии пьезомодулей и удельной пьезочувствительности.Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий Ко 5 Во 5 Т 10 з, РЬ 2 ГОз, РЬТ 10 з, дополнительно содержит - ь РЬЙЬ 2(з 2 п 1/зОз при следующем соотноше нии компонентов, мас.р/:РЬ 2 гОз 34,932 - 46,110 й РЬТ 10 з 30,536 - 40,344Ко,5 Во,5 Т 10 з 9,505 - 12,546РЬИЬ 2/з 2 п 1/зОз 1,000 - 25,000Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в две стадии. В качестве исходных компонентов используют следующие реактивы; РЬО ч.д.аТ 102 ч,д.а 2 г 02 ч.д.а.; В 120 з хч; К 2 СОз ч;ИЬ 205 ч.д.а.; 2 пО ч.д.а. Температура синтеза составляет 900 С, продолжительность син1731761 35 40 45 50 55 теза 3 ч, Спекание образцов производят при температуре 1220 С в течение 1 ч. Скорость подъема температуры не более 200 С в час. Охлаждение производят в режиме выключенной печи до комнатной температуры,Металлизацию образцов производят путем вжигания скипидарной серебряной пасты при температуре 800 С в течение 30 мин.Поляризацию образцов проводят в полисилоксановой жидкости при температуре 140 С и напряженности электрического поля 1,6 кВ/см. Охлаждение образцов до комнатной температуры ведут под полем.Измерения диэлектрических и пьезоэлектрических параметров полученного материала производят через 24 ч после поляризации на образцах в форме диска диаметром 10 мм и толщиной 1 мм,В таблице приведены составы предлагаемого пьезоэлектрического материала, а также состав материала, взятого за прототип (пример 1), и основные их электрофизические свойства.Как видно из таблицы, предлагаемые пьезокерамические составы в примерах 3 - 8 с добавкой РЬчЬ 2/з 2 п 1(зОз в количествах от 1,0 до 25,0 мас.; обладают более высокими значениями анизотропии пьезомодулей (бзз/бз = 4,2-6,5, дельной пьезочувствительности (бзз/ з/ео = (7,33 - 8,12) 10 Кл/Н) при сохранении высоких пьезоэлектрических характеристик (бз 1 = (26 - 47) хх 10 Кл/Н); бзз = (146 - 200) 10 Кл/Н;(Зс СЬ/сц д)10 = 0,810 - 1,948).По сочетанию параметров состав по5 примеру 5 является наиболее эффективным:бз = 2610" Кл/Н; бзз = 169 10" Кл/Н;бузйз 1 = 6,5; бзз/1 Яз/ео = 8,1210Кл/Н;3 сСЬ./щ д = 1,03 10; Т, = 360 С.Полученные материалы имеют высокое10 значение удельного электрического сопротивления ф =(1,51 - 3,77) 10 Ом/см), низкие значения тангенса угла диэлектрических потерь (сд д = 6,6 10 з - 2,99 10 ) ибольшую механическую добротность (0 =15 = 142,5 - 295,5),Полученные материалы могут быть использованы в электронной технике в качестве высокоэффективных электромеханический преобразователей-приемников,20 Формула изобретенияПьезоэлектрический керамический материал, содержащий РЬЕпОз, РЬТОз иКо,БВо,бТОз, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения анизотропии пьезомо 25 дулей и удельной пьезочувствительности,он дополнительно содержит РЬИЬгзЕп 1/зОзпри следующем соотношении компонентов,мас.%:РЬЕгОз 34,932 - 46,11030 РЬТОз 30,563 - 40,344К 0,5 В 0,5 ТОЗ 9,505 - 12,546РЬЙЬ 2/з 2 п 1/зОз 1,000 - 25,0001 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 аамсчфс 4 С 4 Ч М 3330 ал 1 лсО л лл 1 1 1 1 1 1 1 0 О СО О О Ч М 4 ф Ч О 1 - СО 1 аМММСМСЧ лл лл 1 ООООООО 1 1-тф Мо 30 ад о -т о.а 1 СЧ СЧ СЧ СЧ- О1- О 1 1 1 1 1 1 1ОООО мс Л 3 ,0,0 аа О 1 Ма МО СЧ - сч ммм О О а о