Пьезоэлектрический керамическийматериал

Сотоз Советск наСоциапнстнчесннкРеснубпнк Оп ПСАНПЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 81284ао аелам ямбретвак и вткамтяйОпубликовано 15.03. 81, Бюллетень М 1 ОДата опубликования описания 1 7.03. 81 1 кЕ. Г. фесенко, А. Я. Данцигер, О. Н. Разумовская,Л. Д. Гринева, А. Д. феронов, С. И. Дудкина, В. С. филипьСтт,Е. С. Цихоцкий, А. Н. Клевцов и Л. П, И 1 эскалеваРостовский ордена Трудового Красного Знамени иосудаЙтвеуниверситет(7) Заявит 54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИ ХАТЕ РИАЛИзобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей различного назначения, в частности для гидроакустических устройств, работакищих в режиме приема.Для гидроакустических приемников необходимы материалы, сочетающие высокие пьезопараметры с высокой удель 10 ной чувствительностью при приеме, высокой температурной стабильностью резонансной частоты, низкой скоростью зв:ка. Известны пьезоэлектрические керами 3 ческие материалы на основе многокомпонентных систем сегнетоэлектрических твердых растворов 1.Однако зтти материалы обладают либо недостаточно высокими значениями коэффициента электромеханической связи Кр, пьезомодуля с 1 т, удельной чувствительности при приемес зз либо недоз т е статочно низкой скоростью звука Нт,либо недостаточно высокой температурной стабильностью резонансной частоты Г,Наиболее близким к предлагаемомуявляется материал 121, содержащь.тЛучшие составй этой системы, принадлежащие морфотропной области, имеютдостаточно высокие значения пьезопараметров: Кр0,608-0,67, д 3 =(83-273) 1 б к/н. Однако удельная чувствительность материала недостаточно высокая дз,1:о-(3,7-4,5) 10 ц к/н. Кроме того, онимеет высокую скорость звука Н р =(2,95-3,27)10 м/с. Относительноеотклонение .частоты 519/Г 2 в интервалерабочих температур (-60) - (+85) Сот частоты, измеренной при 20 С велико исоставляет для этих составов (5,7- 7) 3,Таким образом, температурная стабильность резонансной частоты низкая.3 8Цель изобретения - улучшение температурной стабильности резонансной частоты, повышение удельной чувстви.тельности в режиме приема и уменьшение скорости звука.Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий РЬТ 10, РЬЕгОЗ, РЬЦ ИЯ 10, РЬ 5 Ь 1. О ; дополнительно содержит 5 гТ 10 при следующем соотношении компонентов, мол.Х:РЬЕгО 39,69.-40,41РЬЧИ 9 Оз 10,28-10,41РЬ 5 Ь1.11 ф 5,53- 5,685 гТ 1 О 1,0 - 4,0РЬТ 10 ОстальноеСинтез составов предлагаемого пьезоэлектрического материала осу 12784 4ществляют по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО. Температура синтеза 700-750 С, продолжительность 4-10 ч. Спекания проводятметодом горячего прессования по следующему режиму: температура 1070-1190 С,одавление 200 кг/см, время выдержки40 мин. Поляризацию образцов производят в силиконовом масле при 140 С во 1 о течение 45 мин в псе напряженностью40-45 кВ/см с последующим охлаждениемпод полем до 90 С.оЗначения диэлектрической проницаемости Е (Ео, а также значения КР,5Ет 13 ъФ - -ЧР Ы 61 т, приведеныдля предлагаемой системы в таблице.з и ц 1 ф И + а,ф со Ф О нсч с 1 Ьй л л Ц 1 Л В О е М в в в ф - о л л л л л л сч сч сч сч . м м о О о:о о а о в л ц 1 о о м в сч м мсч л, ф - ф М ММ сЧсЧ л л Ю В л л О О О О О О а а в О О Ол л, о о в о .з .э м о о ц 1 а ц 1 а лл л л л м сч сч в м ф3м сФ м7 81Как видно иэ таблицы, предлагаемый материал отличается повышенной температурной стабильностью резонансной частоты в интервале от -60 до +85 С,Ф 519(12 =(2-4,4)7.; пониженной скоростью звука Ь 1 (2,86-2,99) 10м/с; повышенной удельной чувствительностьютьц)1 ьв (4,2-5,0) О фт ки. Паволучшую стабильность показывает состав 1, имеющий 5 ЩЯ 2= 2,0 Ж. Самую высокую удельную чувствительность я низкую скорость звука имеет состав 4 И,86 1 О м/с,а 1 ъз 5,0 1 Офо к/н). Таким образом, по параметрам 5 Ю/2, Ч,Д,зэ предлагаемый мат вЕотериал обладает преимуществом по сравнению с известным. Все составы предлагаемого материала имеют высокие значения коэффициентов электромеханической связи и пьезомодулей: К = .0,647-0,723, д Зл =(199-356)10 к/н.-2 Р Наиболее эффективен в этом, отношении состав 4, имеющий К р = 0,723, дВ =356 10 к/н. Значения Кр и д, состава 4 существенно превосходят значения КР и длучших составов известной системы РЬТОз -РЬк.гОз-РЬИлФ 9)1 РЗ РЬБЬр 1 ф.лОэ Р имеющих Кр= 0,67, Оз % 273 10 а к/н.Сочетание в предлагаемо 4 материале высоких значений К Р и д с улучшенной температурной стабильностью резонансной частоты, пониженной скоростью звука, повышенной удельной чувствительностью является благоприятным для более эффективного его применения в гид 2784 8,роакустических приемниках. При этомповышается качество и уменьшаются габариты приемников.Положительный эффект предлагаемогоматериала обусловлен его качественными количественным составом, что подтверждают также примеры 5 и 6, демонстрирующие ухудшение свойств запределами предлагаемой области кон 1 р центраций компонентов, что приводитт)к уменьшению КР, дЕээ увеличе- .Ъ)( УОнию Ч.Формула изобретенияПьезоэлектрический керамическийматериал, содержащий РЬТ 03, РЬ 2 г 0320 рл з 1 ЙРЫ 4,1 И 940 з, РЬЬЬ. .1,0, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения температурной стабильности резонансной частоты, повьвпения удельной чувствительности в режиме приема2и уменьшения скорости звука, он дополнительносодержит 5 гТ 0 при следующем соотношении компонентов,мол.Ж:РЬ 2 гОз 39,69-40,41РЬИрфЯФОз 10, 28 - 10,41РЬЬЬрф.1,цОз 5,53- 5,68Згтб 1,0 - 4,0ОстальноеЙсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 471335, кл. С 04 В 35/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР11 485996, кл. С 04 В 35/00, 973.Составитель Н. ФельдманРедактор Т. Веселова Тек ед П.Пекарь Корректор Н. КостаЗаказ 2188 Тираж 660 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий 113035 Москва., ЖРаушская наб. д, 4/5 1филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4