Пьезоэлектрический керамическийматериал

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк Социалистических Республик(22) Заявлено 30,1079 (21) 2833802/29-33 с присоединением заявки И 9 С 04 В 35/00 Государствеииый комитет СССР по дедам изобретенийЕ.Г,фесенко, А.Я.Данцигер, О.Н,Разумовская, А.Н.Невский, Е.С.Мирошниченко, В.С.филипьев 2) Ав тения 11) Заявите остовский ордена Трудового Красног государственный университете 4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 2 40-5 45-52-7 РЬТОРЬ 2 гО)Р Ь Ч,(р 8 1О з ы ческие матеатаци коната 025Цель изоэлектрическповышение ициента 945 и30 стабильност н- отлектезожение дити с,тио,кого коэффипературнойчастоты. я - сни ицаемос ктричес ние тем ансной ретен й про езоэл улучщ резоому Изобретение относится к пьезоектрическим керамическим материам и может быть использовано для сокочастотных преобразователей, частности преобразователей сдвигох колебаний, различного рода ультзвуковых устройств (ультразвуковые нии задержки, ультразвуковая аппатура диагностики, акселерометрии). Для высокочастотных преобразователей необходимы материалы, сочетаю" щие низкую диэлектрическую проницаемость с высокими значениями коэффициента электромеханической связи .и пьезочувствительности. Необходима также высокая температурная стабильность резонансной частоты в широком интервале температур..Известны пьезокерамириалы на основе титан рсвинца 11.Эти материалы имеют высокую дэлектрическую проницаемость приносительно низком коэффициентеромеханической связи и низкой нчувствительности.Наиболее близким к предлагаемявляется материал 21 состава: 5 Оптимальные составы имеют высокуютемпературу Кюри (Т к = 340 С), высокие значения коэффициентов электромеханической связи. Например, присдвиговых колебаниях по толцине О К 0,68-0,71. Тем не менее, пьезочувствительность этих составов недостаточно высокая (9 = (35,8"37,8) 10 9, Вм/Н) из-за высокойдиэлектрической проницаемости(Е 1 Ео = 1400-1690). Кроме того,отйосительное отклонение частоты5/Г, в интервале рабочих температур (от -60 С до +85 С) от частоты,измеренной при 20 оС, велико и составляет.для этих составов 6,8"12,9.(Значения Е /с, 9, К, 5/5. получены в результате дополнительногоиспытания системы РЬТ ОЙ - РЬ 2 гОзПоставленная цель достйгается тем, что известный пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬЕ гО, РЬТОЗ и РЬМ( 8 12( 0 ф дополнительно содержит Ип 02 или Сг 0 при следующем соотношении компонентов, масс.Ъ:РЬТ(0 39,39-41,36Ю 2/ 2,73-2,77ИПО или Сг 0 0.,2-0, 3 РЬЕ гООстальноеВ таблице приведены составы предлагаемого пьезокерамического материала. Синтез предлагаемого. материала осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере РЬО. Температура синтеза 750-800 фС, продолжительность 4-10 ч. Спекание проводится методом горячего прессования по следующему режиму: температура 1060-1170 С, давление 200 кг/см,2 время выдержки 40 мин. Поляризация образцов производится в силиконовом масле при температуре 160 С в течение 45 мин в поле напряженностью 20 кВ/см с последующим охлаждениемпсд полем до 90 С.Как видноиз таблицы, предлагаемый материал отличается пониженнымизначениями Я /Е (860-1150), болеевысокой пьезочувствительностью(91 (38,7-44,2) 10Вм/Н), повышейной температурной стабильностьюрезонансной частоты (5/Гг. = 2,5-5,2%. Составы 3, 6 и 10 имеют наиболее высокие значения пьезочувстви тельности, 9 = (42,2-44,2) 10 В м/Н)НеобхоДимо отметить, что все составы предлагаемого материала имеютвысокие значения коэффициента электромеханической связи (К = 0,67-0,7) 15 практически не уступающие значениямкоэффициента связи в известном материале. Кроме того, составы характеризуются высокой температурой Кюри(Т = 322-352 С). По сочетанию параметров состав 10 является наиболееэффективным: ЯД/ Яо = 860 К = 0744,2 10 зВ м/Н, 5 д/Е = 2,5.Примеры 13-15 демонстрйруют ухудшение свойств материала в результате выхода за пределы предлагаемойконцентрации компонентов.1 О1 Ос1 ьЪС 11 Е 4 11 11 11 1О 11 Оо 11 ф 11 + 11 11 афС 311 Ц 1 М 1 О с л Ф м 3 Л СЧс СЧйЪ аЮ ,с сэ м 11 ьла1 н1 3311 3331а333И 1 1 Сй 1ЮЖ 1 1 к1 31 ч сл О:3 1 1 1- 1 1 1 11 о 1 1 ъ 1 ь 1 1 1 1 1 3 1 1 1 о 1 и 3 1- 1 Щ 1о в с с О ОЪ3 М ОЪ т 31 СЧ . фс с с с Гс г 4 СЧ СЧ РЪ уф 31 Ч 1-3 . Ю СОс см сч м 3 3 Ъ О Ю О с с с о о о о о о О О 3 г 4 О 1 ОЪ чэ м ю Сс с СЧ СЧ СЧ833837 Формула изобретения РЬТОуРьяна В аЕО ЭМпО или Сг 0РЬ 2 гОЭ 39,39-41,36 2,73-2,77 0,2-0,3 ОстальноеСоставитель Н.фельдманТехред А, Бабинец Корректор М.Коста Редактор Н.Бушаева Эаказ 3925/33Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬ 2 гО, РЬТ 0 и РЬИщВ 10, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения диэлектрической проницаемости би /8 о,т повышения пьезоэлектрического коэффициента 9 и улучшения температурной стабильности резонансной частоты, он дополнительно содержит МпО или СгО, прн следующем соотношении компонентов, масс.Ъ: 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 4024081,кл. 252-62.9, 1977.0 ,2. Авторское свидетельство СССРР 392883, кл. С 04 В 35/00, 1972.