Пьезоэлектрический керамический материал

О П И С А Н И Е ( )939427ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски кСоцмапмстмческмаРеспубпми К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 13. 08,80 (2 ) 2987670/29-33 (51) М. К д с присоелинением заявки И Ьеударстааанык комитет СССР ае делам изабретеннй н открыткиДата опубликования описания 30 . 06, 821Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектроникеИзвестны пьезоэлектрические кера- мические материалы на основе цирконата-титаната свинца с добавками, которые имеют высокие значения диэлектрической проницаемости и коэффициента электромеханической связи Г 11.Однако данные материалы имеют довольно высокие значения тангенса угла диэлектрических потерь ( 0,02 0,035), что снижает эффективность их использования. Наиболее близок к предлагаемому пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-тита- ната свинца или цирконата-титаната свинца с частичным замещением свинца щелочеземельными элементами, содержащий добавки 1-2,53 оксида висмута, 0,65-1,7 оксида вольфрама и 0,25-0,653 оксида трехвалентного 2элемента и имеющий высокие электрофизические характеристик (2).Недостатком указанного материала являются достаточно высокие диэлектрические потери особенно в 5сильных электрических полях(сдФ= 0,018 - 0,040 в слабом поле исд б = 0,60 - 0,10 при 1 кВ/см),Цель изобретения - снижение диэлектрических потерь в сильныхэлектрических полях.Поставленная цель достигаетсятем, что пьезокерамический материална основе цирконата-титаната свинца 5 или цирконата-титаната свинца с частичным замещением свинца щелочноземельными элементами содержит по .крайней мере один из группы сложныхсегнетоэлектриков (ВаВ 1)(ИдМЬ)О , 2 о (ЯгВ 1)(МдМЫ)ОЬ, (РЬВ 1)(ИдпЬ) 0(,при следующем соотношении компонентов. мол.Цирконат-тьГтанатсвинца или цирконат25 35 50 3 93942титанат свинца счастотным замещениемсвинца щелочноземельными элементами 90-95Сложный сегнетоэлект 5рик 5-10При этом содержание цирконата вцирконате-титанате свинца или цирконате-титанате свинца с частичнымзамещением до 10 ат.3 свинца щелоч оноземельными элементами составляет 49 - 53 мол. 3.В результате получается материалс высокими электрофизическими параметрами ( с =1500 - 2700, Кр = 15= 0,50 - 0,62) и пониженными диэлектрическими потерями сд сР = 0,0070,016 в слабом поле и сд о = 0,021 -0,04 при Е = 1 кВ/см).П р и м е р 1. Пвезокерамическийматериал состава, мол,3;РЬ(2 го,5 Т 109 )0 90(ВаВ 1) (Мдйь) О 10Для приготовления материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов:РЬС 03 73,952 г 01 17,39Т 10 10,84ВаСОЬ 6,07 зо7,16МдСО 2,59иьо 4,09Широту готовят в шаровой или вибромельнице. Полученную шихту обжигают в виде брикетов или порошка при 900 - 950 оС в течение 3 ч. Прокаленный материал измельчают в порошок с размером частиц не более 3, добавляют в качестве связки водный4 О раствор поливинилового спиртаи прессуют заготовки, например; в виде дисков при удельном давлении 1,0 1,5 т/см 0 . Спрессованные заготовки помещают на керамические подложки45 из диоксида циркония ( или оксида алюминия), затем в никелевый пакет и засыпают засыпкой, состоящей из прокаленной смеси РЬО + 2 г 02. Закрытый никелевый пакет помещают в печь и спекают образец при 1230 - 1300 Со в течение 2-3 ч,Скорость подъемао температуры составляет 200 - 300 С/ч, охлаждение проводится вместе с печью. Спеченные изделия щлифуют до55 заданных размеров, затем на них наносят электроды методом вжигания серебряной пасты при 780150 оС в течение 15- 30 мин. Поляризация изде. 7 4лий осуществляется в поликсилоксановой жидкости ПЭСпри 100 С впостоянном электрическом поле напряженностью 3-4 кВ/см.П р и м е р 2. Пьезокерамическийматериал состава, мол.3:РЬ (2 го,4 Т 1 оу) 095(РЬВ) (МдИЬ) 0 5Для приготовления материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов;82, 172 го 17,63Т 10 11,90В 120 Э 3,58д СОЗ 1,30йЬ 20 2,04Далее процесс ведут аналогичнопримеру 1.П р и м е р 3. Пьезокерамический(ВаВ 1) (Мдйь), 5Для приготовления материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов:РЬСО 70,265 гСО 4,312 го 18 71Т 10 11,20ВаСО 3,03В 10 3,58МдСол 1,30иь,о 2,04Дальнейшие операции аналогичны,описанным в примере 1,П р и м е р 4. Пьезокерамическийматериал состава, мол.:РЬ(2 го,цТ 1 ор 1) 0 95(5 гВ 1) (МдМЬ) 0 5Для приготовления материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов:РЬСОЗ 82,172 го 17,63Т 10 о 11,90гСОЗ 2127В н 10 ,8МдСО 1,301 32,04Дальйейшие операции аналогичны,описанным в примере 1.П р и м е р 5. Плезокерамическийматериал состава, мол.3:РЬ (2 го,4 ЯТ 0,51) 05 93(Ь гВ 1) (Мдйь) 06 7Для приготовления материала указанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов.939427 РЬСОЭ ЕгОд Т 10 5 гСО В 10 э М 9 СОЭ МЬфО 5 76,42 17,26 11,65 3,18 5,02 1,82 2,86 Свойства Материал по примеру 2300 1100 2700 1500 2050 2900 0,016 0,008 0,011 0,007 0,011 0,020 0,036 0,039 0,021 0,028 0,05 0,10 Т3( 0 кв,Сд б" при Е = 1см сд 0" = 0,04 при Есм 1;1 2,0 1,8 0,500,62 0,56 0,54 0,50 0,53 0,6678 170 80 220 110 50220 123 173 120 153 250 КР Д 10 ф, КУН с целью снижения диэлектрическихпотерь в сильных электрических полях, он дополнительно содержит сложный сегнетоэлектрик из группы(РЬВ 1)(МдМЬ)06 при следующем соотношении компонентов, мол.4:Циркотан"титанатсвинца или цирконаттитанат свинца счастичным замеще нием свинца щелочноземельными элементами 90-95Сложный сегнетоэлеКтрик из группы(РЬВ 1) (МдМЬ) 06 5"10 формула изобретенияДальнейшие операции аналогичны,описанным в примере 1. Предлагаемый материал пр уровнюсвойств превышает материал ЦТС,близок к зарубежному Р 1 Т, однакозаметно превышает указанное материалы по величине тангенса угла диэлектрических потерь в слабом иФсильном электрическом поле. Это поз.воляет повысить эффективность аппаратуры при повышенном уровне возбуждения с использованием керамикииз предлагаемого материала,1. Пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-титаната свинца или цирконата-титанао та свинца с замещением до 10 ат,4 свинца щелочноземельным элементом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,Приме керамический ОЗ 3 5 ЧО ЦТС Свойства по примерам ром 10 1 мм 10 приведены в6р 6 известный . Пьезоматериал состава,мол.3,:10,250,6798,08материала, полученного1-6, на дисках диамети толщиной 1+ 0,005 мм,таблице,939427 Составитель Н.фельдманРедактор Л.Пчелинская Техред И. Гайду Корректор Ю.Макаренко Заказ 5483/34 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5/2, Материал поп, 1, отли ч а ю щ и й с я тем, что содержание цирконата в цирконате-титанате свинца или цирконате-титанате свинца с замещением до 10 ат,3 свинца щелочноземельным элементом составляет 49-52 мол.3. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Смажевская Е,Г., фельдман Н.Б. Пьезоэлектрическая керамика. Советское радио", 1971, с. 452, Авторское свидетельство СССР Ю 567706, кл. С 04 В 35/49, 1975 (прототип).