Пьезоэлектрический керамическийматериал

Сеез Советских Социалистических Рвспублйк(51)Ю. Кл. с присоединением заявки М С 04 В 35/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытнй(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙМАТЕРИАЛ 2 Изобретение относится к областиполучения пьезоэлектрических материалов и может быть использованодля изготовления пьезоэлементов дляэлектромеханических преобразователейразличного назначения, работающихкак в воздушной, так и в водной средах.Известны пьезоэлектрические керамические материалы на основе твердых10растворов РЬ(Т ,2 г) ОЗ Г 13 .Однако этн материалы не обладаютдостаточно высоким пьезоэлектрическим эффектом.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является пьезоэлектрический керамический материалсистемы РЬ(Т,2 г)(2 п,МЬ)(М,йЬ) .23,20Недостатком известного материала,имеющего сравнительно высокую температуру Кюри (240-260 С) являетсявозрастание электропроводностиривысоких температурах, что ограничивает температуру поляризации и соответ,ственно величину достигаемого пьезоэлектрического эффекта.Цель изобретения - повышение пьезоэлектрического эффекта,Указанная цель достигается тем,что известный пьеэоэлектронный кера"мнческий материал РЬ(Т о зь 2 гс,2 по,оз М оОВЗ МЬ оаьт ) О дополнительно содержит ОеО прн следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:РЬ(Т ь 2 г2 пйо,альт МЬ о,кот ) Ов 98-99Сеот 1-2На чертеже представлен график зависимости электропроводности от температуры.П р и м е р. В состав исходноготвердого раствора, содержащего,мол.ф РЬО 100 ТО 29 2 гОа 192 пО 5 МЬО 10; йО 6,6; МЬ 06 13,2вводят 1 вес,В СеО .Для изготовления предлагаемогоматериала смешивают компоненты шихты в требуемом соотношении, например, берут, г: РЬО 69,6; ТО 8,7;2 гО, 9,1; 2 пО 1,2; МЬ,10 10,7;йО 1,85, Ое 02 1После смешивания, прессуоют бри"кеты и синтезируют при 900 С. Синтезированные брикеты измельчают,прессуют заготовки и обжигают при1220 С в течение 1 ч.Диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики предлагаемо814970 го материала определяются на образцах иэделий диаметром 12 мм,толщиной 2 мм, Испытания показывают,что введение двуокиси германия СеОзаметно понижает электропроводность исходного пьезоматериала.На зависимости 89 6 = Г(1/Т) наблюдается скачкообразное изменениеэлектропроводности при температуре,соответствующей температуре Фазовогоперехода. Кроме того, обнаруживается излом Х при более низкой темпе-,ратуре (Т = 403-413 К), чем температура фазового перехода (Тк = 503513 К). Электропроводность по мереприближения к точке Х увеличиваетсяс ростом температуры, а затем наблюдается более быстрое увеличение элек. тоопооводности.С введением добавки СеО(кривая 1)электропроводность несколько понижается. Например, при Т = 393 К Яб = 0,25 10Ом-см в то время,как известный материал (кривая 2)при укаэанной температуре имеет значение б = 0,66 10Ом см-, низкотемпературный излом смещается (на303-313 К) в область более высокихтемпературСвойства предлагаемого материалаприведены в таблице.Возможность смещения температуры,начиная с которой наблюдается сильный ЗО Состав мИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СНА Р 2849404,кл. 252-62.9, 1958.2. Патент Японии 44-10236,ф кл. 62 с 23, 1969. Формула изобретения Пьезоэлектрический керамический материал на основе РЬ(Т 0,ь 2 го 1 2 пО,ОЮ Н 1 о,овз "Ьо,ьт )ОЗо т " и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пьезоэлектрического эффекта, он дополнительно содержит СеО при следующем соотношении компонентов, вес.: рост электропроводности в область более выоских температур, и понижение электропроводности приводит к повышению верхнего предела рабочего диапазона температур пьезокерамики и к возможности поляризации его при более вЫсоких температурах,Введение добавки СеО дает возможность (особенно для элементов крупногабаритных, например сферических, диаметром 50 мм, толщиной б мм) не меняя общее напряжение (2,5 кВ/мм) проводить поляризацию при температуре на 30-40 С выше, чем у известногооматериала (т.е. не при 130 С, а при 160-170 С) что улучшает условия поляризации, пьезоактивность повышается приблизительно на 10-15, уменьшается старение на 15-20. Кроме того, при модификации добавками СеО уменьшается электропровод- ность предлагаемого материала в два раза по сравнению с известным и, следовательно, повышается тангенс угла диэлектрических потерь, что весьма полезно, как в приемных, так и ь излучающих устройствах, Например, в низкочастотных излучателях уменьшение значения тангенса угла диэлектрических потерь снижает разогрев керамики, повышает КПД и предельную излучающую мощность излучателя. 3000 0,007 280 2,0 248 3100 0,007 285 2,0 РЬ (То зь 2 г ад. 2 п о ооН 1 о,оез ИЬ 0,ге 7 ) ОЗСеО814970 6 гв ЗО Зг г Составитель.Н. ФельдманТехред М.Рейвес Корректор С. Шекма Редактор И. Николайчук каз 952 38 филиал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тир ВНИИПИ Гос по дела 13035, Москва660 Подписноарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4