Пьезоэлектрический керамическийматериал

Союз Советскнк Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ оц 833835(22) Заявлено 0810,79 (21) 2825999/29-33с присоединением заявим йо(51)М. Кл.з С 04 В 35/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийОпубликовано 300581, Бюллетень ЙВ 20 Дата опубликования описания 300531(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИ Й МАТЕРИ Наиболее керамический териал на ос рия с наиб спекания длагаемому - ический ма- лития-натмпературой лизок н прпьеэоэлектове ниобате низкой т на осласти0 С.1070 С,горятериал той о 800-8ри 350 тодом ленни имеют еристики:Изобретение относится.к радиотехнике и может использоваться при изготовлении пьезоэлементов для высокочувствительных широкополосных приемников звукового диапазона, для ультразвуковых резонансных излучателей.Известны сегнетоэлектрические керамические материалы на основе твердых растворов щелочных ниобатов и танталатов со структурой перовскита. Сегнето- и пьеэокерамика на основе щелочных ниобатов и танталатов со структурой перовскита характеризуется как низкими (82-147),.так и высокими значениями (2000-3000) диэлектрической проницаемости в зависи мости от состава, что определяет их применение или при высоких или при низких частотах соответственно, а также низкими (125-690) и высокими значениями механической добротности (1000-2000) в зависимости от состава, что также определяет разную область применения этих материалов. Керамика на основе щелочных ниобатов танталатов, как правило, характеризуется высокими диэлектрическими потерями (сдд от 0,007 до 0,045). Пьезосвойства у пьезокерамики на ос 2нове твердых растворов щелочныхниобатов и танталатов сравнительноневысокие и сильно меняются в зависимости от состава свойства (пьзомодуль.дз 1 меняется от 8,5610 "Кл/Ндо 17,00 10 Кл/Н, коэффициентэлектромеханической связи - от 0,07до 0,56) 11 н 2,Основным недостатком выше рассмотренных материалов является высокая температура спекания керамики(1000-1380 оС), что вызывает улетучи.вание щелочных металлов, обуславливающее плохую воспроизводимость элект рофизических характеристик; Пьезокерамический манове твердых растворов системы синтезирует при Второй обжиг проводят п Спекание осуществляют м чего прессования при да 200 кг/см 40 мин. Матери О следующие физические хар833835 же шарами в среде абсолютного спирта.После высушивания при 200-250 С материал подвергают первому обжигу в порошкообразном состоянии при 750-800 ОС 4 ч, затем измельчают до прохождения через сито 10000 отв,/см, после чего прессуют заготовки размером 14 к 10 2 мм под давлением 1000 кг/см . Вторичный обжиг произ 2водят при 800-850 С в течение 1 ч,Электроды наносят напылением алюминия в вакууме, Поляризацию образцов проводят в силиконовом масле при 150 дС и напряженностью поля 15- 40 кВ/см 8 чс охлаждением под полем 2 ч. Измерения производят через 1 сут,По предлагаемой технологии готовят три состава керамического материала.Составы пьезоэлектрического керамического материала и их свойства представлены в табл. 1 и 2. 20 Таблица 1 Компоненты, мас.Ъ Состав 25ИЬО 66,1-71,310 0,1.-0,7 ко 23,4-25,2 Тао 3,3-9,9Оксиды лития и калия вводят в ших ту в виде безводных карбонатов. Шихту размалывают в мельнице с агатовой или корундовой футеровкой и с такими0 КО МЬ О Та 0 0,2 25,1 71,0 3,7 69,1 6,0 67,1, 8,5 0,4 24,5 0,6 23,8 Таблица 2 Состав Свойства Температура синтеза, С Водо- поглощение,Ъ ОтносительПлотность, кг/м ТочкаКюри Механическаядоброт.ность Температура спекания, С Пьезомодуль, И, 10 Р Кл/Нl ная ди- электрическаяпроницаемость, З /о 100 0,003 450 32 О,2 200 130 0,004 430 31 0,21 140 820 4,4 ф 10 0,08 2 780 0,005 440 26 0,20 .ф 62 185 Формула изобретенияПьезоэлектрический керамическийматериал, включающий ЙЬО иО,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения температуры обжигаи повышения коэффициента электромеханической связи, он дополнительно 60 содержит КО и Тао при следующемсоотношении компойейтов, мас.Ъ:66,1-71,30,1-0,7ко 23,4-25,2 65 Та О. 3,3-9,9 Точка КюРи Т, С 380-360Относительная.диэлектрическаяпроницаемость,я(. 100-190Коэффициентэлектромеханической связи КР 0,113-0,182Механическаядобротность, О 270-510 Укаэанная пьезокерамика имеет сравнительно высокую температуру спекания, которую не удалось снизить даже с применением давления, малые значения коэффициента электромеханической связи, отсутствуют данные о величинах пьезомодулей.Цель изобретения - снижение температуры обжига и увеличение коэффи-,. циента электромеханической связи.Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий НЬО и 0, дополнительно содержит К 0 и Та 0 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: 1 800 850 4,4 ф 10 3 О 04 3 750 800 4,410 0,08 Рассматриваемая область твердых растворов в системе0 - К О2ЙЬ О - Тао позволяет получить плотную керамику с низким водопоглощением, малыми значениями диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и механической добротности, высокой точкой Кюри сравнительно высокими пьезосвойствами при более низких температурах обжига. Тангенс угла диэлек три- ческих по- терь КоэффициентэлектромеханическойсвязиКр833835 Составитель Н,фельдманРедактор Л.Пчелинская ТехредА. Бабинец Корректор М.Коста Заказ 3925/33 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )Х, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США Р 2976246,кл. 252-629, опублик. 1961.