Пьезоэлектрический керамический материал

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 939426(51)М. Кд,С 04 В 35/46 Гееударстекнный камнтет СССР нв делам нзабретеннй н открытий(72) Авторы кзобретения Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано длясоздания электроакустицеских преоб".разователей.Известны 3 и 4-компонентные системы на основе твердых растворов,включающие РЬТ 10, РЬ 2 гО и один или два других компонента, напри.мер РЬ(ИЬщ Со 1 )О и РЬ 04 щМ 9,1 у)ОЗф или Ь(11 Й 4 ЧЙ )ОЗ РЬ(Я 10 М 91 Р)03 2.Составы этих систем,"принадлежа-: щие морфотропной области, имеют сле. дующие параметры 6/Ео = 922(126 - 247) 1 О Кл Н " ЯГ 1 = (5,7 - 9)2)-10 В-.м Н " Т к д- (150 - 234) С.Некоторые составы этих систем имеют высокие значения диэлектричесткой проницаемости (ЯдЛо в .: 2563 24850). Однако значения коэффициента электромеханической связи приэтом низкие Кр = 0,54 - 0,562цто приводит к недостаточно высокимзначениям пьезомодуля (д= (170247) 10- Кл Н ") и пьезоэлектрического коэффициента напряжения(9= (5 7 - 7,5)10В. Н-"),3которые не удовлетворяют современ"ным требованиям к пьезоматериаламдля электроакустических преобразователей (микрофоны, гидрофоны,ит.д.) .Наиболее близок к предлагаемомупьезоэлектрический керамический ма"териал, Г 33, содержащий РЬТ 10,Рогоз, РЬЧ Н 1.1 н) О и РЬЧ 1 рсо 1 щапри слеаующем соотношении, мол.6:РЬТ 10 з 37 5-45,0 20 РЬ 2 гО 35,7-43,9РЬЧЩ й 1,ц 2 О 5,4-13,0РЬЧ ц Со.ц 0 02, 4,1-11,0Составы этой системы имеют придиэлектрицеской проницаемости(6,2 - 9,2)х 10 " В.м Н 1, чтотакже не обеспечивает требуемых характеристик электроакустическихпреобразователей,Цель изобретения - повышение коэффициента электромеханической свя.зи, пьезоэлектрического модуля ипьезоэлектрического коэффициентанапряжения,Указанная цель достигается тем,что пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТОРЬЕго, РЬ(Я 1 щ й,р 1 )О дополнительно содержит РЬ(Ч,1 р Сдщ )Опри следующем соотношении компонентов) моле 4:РьтО 37,5-47,5РЬггО 38,27-453Рь(ч, и) )о 4,88-13,02Рь(я 1 сд р )О 2,84-7,4Синтез составов предлагаемогбпьезокерамического материала осу 4ществлялся по обычной керамическойтехнологии, Температура синтеза750 ОС и с = 800 ОС, продолжительность - 4 и 5 ч соответственно.5 Спекание образцов проводят методомгорячего прессования по следующемурежиму: температура 1045-1170 С,давление 19,6 МПа) время выдержки40 мин. Поляризацию образцов прово дят в полиэтиленсилоксановой жидкости ПЭСпри 140 С в течение 25 минв поле напряженностью 3,6-4,4 МВм "с последующим охлаждением под полем до 90 С в течение 20 мин. ИзмеО15 рение электрофизических параметровпроводят через 24 ч после поляризации. Ре зульта ты измерения Я /Яо тангенса угла диэлектрических потерь г 9 с) удельного объемного сопротивления РЧ, Рр, д 1) ц , механической добротности О), точки Кюри Тк, скорости звука Чр приведены в таблице.О л л ОС сЧ Се а сч л лф1ссс е )Х1 ллО Л1 3 11 111лсстое л а 1" Ф Щ О. 3 м сО М СО аО л л о о ОО сЧ сЧО а а л л л о о оО О а л Ю сч м О О О аь л о о ОО а аьь о о м СО аЮ СО О Ю Оъ аь л а с 0 л л ле лм л 1 а м ч; ма о со олльл ее. СЧ ь - Счфле939426 Формула изобретения Составитель Н,фельдманРедактор Л,Пчелинская Техред И, Гайду Корректор Ю, Макаренко Заказ 4583/34 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Как видно из таблицы составы, принадлежащие морфотропной области1, 2, 5, 11 и 12 , имеют значения - коэффициента электромеханической связи, пьезомодуля и пьезочувствительности: Кр = 0,583 - 0,692; 11 = (159 - 278) .10Кл-Н-" д = (7,6 - 10,8)-106 м-Н-"при диэлектрической проницаемости Яэ/Ео = 2020 - 3330. Расширение ин 1тервала концентрации РЬТ 10 или РЬЕгО сверх указанного интервала приводит к снижению пьезочувствительности.Лучшие составы 1, 5 и 11 имеют высокие значения Кр = 0,681 " 0,692, д - в (232 - 278) 10 " Кл Н д= (9 3 - 10,8)-10 В м Н ф,что позволяет увеличить чувствительность приемных электроакустических преобразователей и уменьшить их габариты.Кроме того, предлагаемый пьезо,керамический материал спекается при более низких температурах Тсп1045 - 1170 С по сравнению с известными Тсп -- 1080 - 1280 С, что делает его более технологичным и экономически выгодным для промышленного пройзводства. Пьезоэлектрический керамическийматериал, включающий РЬТ 10,РЬ ЕгОи РЬ(Ч,1 Юр )О, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше.ния коэффициента электромеханической связи, пьезоэлектрического модуля и пьезоэлектрического коэффициен.та напряжения он дополнительно сод держит РЬ(И,1 И.1 ) 02 при следую-.щем соотношении компонентов, мол,3:РЬТ 103 37,5-47,5РЬЕгО 38,27-45,3РЬ(Ч.1 М 1,1) О 4,88-13,02РЬ(ЧдСД,) О 2, 84-7,4Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИф 431756, кл. С 04 В 35/46, 1974д 2. Авторское свидетельство СССРйф 435755, кл. С 04 В 35/46, 1974.3. Авторское свидетельство СССРМ 435754, кл. С 04 В 35/46, 1974.