Пьезоэлектрический керамический материал

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NW

РЕСПУБЛИК заю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3421113/29-33 (22) 12.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. И 32 (72) Г,Д.Янсон, И.В.Аболтиня, Л.В.Корзунова, И.С.Виноградова и Э.Ж.Фрейденфельд (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 666.655(088.8) (56) 1, Патент CIOA и 3640865, кл. 252-629, 1а70

2. Авторское свидетельство СССР

И 688479, кл. С 04 В 35/00, 1978.

„„SU„„1038322 (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИ.ЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий Ма 0, 8а0 и МЬ О, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения диэлектрической проницаемости и повыаения механичес" кой добротности, он дополнительно со.держит 1.1 0 при следующем соотношении компонентов, мас.В: йа20 14",,11-17.0

ВаО 0,09"0,20 вью,. 81,10-83,30

Li20 1,10-3,00

16 31

1 1038

Изобретение относится к пьеэотехнике и может быть использовано для изготовления керамических фильтров для интегральных схем.

Известны материалы на основе твер- 5 дых растворов щелочно-земельных ниобатов (1 1.с относительно низкой механической добротностью (g. ц 420-690).

Для изготовления керамических фильтров для интегральных схем необ- 1О ходимы пьезоматериалы с механической добротностью свыше 1000.

Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический керамический материал (2 ), содержащий мас.< 15

Йа20 10-20; SrO(Ba0) 0,1-20, Nb>0<

70-80.

Керамические материалы на основе твердых растворов этой области системы синтезируют 4 ч, при 950-1100 С. 20

После второго обжига при 1230- 1310 С в течение 1-3 ч материалы имеют сле" дующие физико" электрические свойства:

Плотность,. кг/м 3 4620-4860

Водопоглощение, Ф 0,01-0,05

Диэлектрическая проницаемость, Е !6 90 -510

Тангенс угла диэлектрических потерь, <У ! 7 30

Точка Кюри, С 300-360

Пьезоэлектрический модуль, d „.1О ", Кл/Н 2,2-3,4

Коэффициейт электромеханической связи, Кр, 4

Иеханическая добротность, Qð 1500-2300

Однако известные пьезокерамические материалы имеют довольно жесткий 40 технологический режим получения, сравнительно высокие значения диэлектрической проницаемости и недостаточно высокие значения механической добротности, 45

Цель изобретения - снижение диэлектрической проницаемости и повышение механической добротности, Указанная цель достигается тем, что известный пьезоэлектрический ке- 50 рамический материал, содержаший Na>0, ВаО, Nb 0, дополнительно содержит

Li>0 прй следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Na 0 14,11-17,00 55

ВаО 0,09-0,20

ЙЬ70 5 81,10-83,30

Li О

1,10-3,00

322 1 щелочные и щелочно-земельные оксиды вводят в шихту в виде безводных карбонатов. Шихту размалывают в мельнице с агатовой или корундовой футеровкой и с такими же шарами в среде абсолютного спирта.

После высушивания при 200-250 С материал подвергают обжигу в порошкообразном состоянии при 900-950 С в течение 4 ч, затем измельчают до прохождения через сито 10000 отв./см2, после чего прессуют заготовки размером 14х10х2 мм под давлением 1000 кг/

/см . Вторичный обжиг проводят при

1190-1220 С в течение 1-2ч.

Электроды наносят напылением алюминия в вакууме, Поляризацию образцов проводят в силиконовом масле при

130 С и напряженности поля 15-40 кВ/

/см в течение 6 ч с охлаждением под полем 2 ч. Измерения проводят через

5 сут. Иеханическую добротность определяют по методике ГОСТ 12370-80.

Пример 1. Получают керамический материал следующего состава, мас.1: Li>0 1,21, Иа О 16,60, ВаО

0,19, Nb 05 82,00.

Свойства материала следующие:

Температура синтеза, С 900

Температура спекания, С 1200

Плотность, кг/м 4360.

Водопоглощение, 4 0,01

Диэлектрическая проницаемость Е ээ о 70 т

Тангенс угла диэлектрических потерь йдсГ, 0,6

Точка Кюри, С 490

Пьеэомодуль, д „! 012, кл/Н

Коэффициент электромеханической связи, Кр, 12

Иеханическая добротность, 8 3300

Пример 2. Получают керамический материал следующего состава, мас.Ж: Li>0 2,03, Ма20 15,7, ВаО 0,13, ЙЬ О5 82,14, Свойства материала следующие:

Температура синте920

Температура спекания, С 1190

Плотность, кгlм 4300

1,0

420

0,02

6,0

10,0

Водопоглощение, Ф 0,0l

Диэлектрическая проницаемость Е /Ео 80

33

Тангенс угла диэлектрических потерь, tg 3

Точка Кюри, С

Пьезомодуль, d33„.1р12,,кл/Н 11

Коэффициент электромеханической связи, Кр, 3 22

Механическая добротность, ®м 4200

Пример 3. Получают керамический материал следующего состава, мас. .: Lizp 1,10, йа20 17,00, ВаО

0,10, NbzO5 81,80.

Свойства материала следующие:

Температура синтеза, С 950

Температура спе- . кания, С

Плотность, кг/м

Водопоглощение, 4

Диэлектрическая проницаемость Е.з /Ео 72

Тангенс угла диэлектрических потерь, tgd; 1,0

Точка Кюри, С 440

Пьезомодуль, d>< 10 2 Кл/Н

Коэффициент электромеханической связи, Кр, б 11

Механическая добротность, йм 3100

" p > м е р " ° Получают керамический материал следующего состава, мас.i Llzp 3,00, Nag 15 79, Ва0

О, l 1, Nbg05 81110 °

Свойства материала следующие:

Температура синтеза, С . 920

Температура спекания, С 1220

Плотность, кгlмз 4180

Водопоглощение, o 0,01

Диэлектрическая про> о

Тангенс угла диэлектрических потерь, с9 д; 0,8

Точка Кюри, С 450

Пьезомодуль, d „10, Кл/Н

1038322

450

0,01

4000

Предлагаемая

55 воров в системе

Nb>O позволяет рамику с низким лыми значениями область твердых растО - йа О - ВаО2 2 получить плотную кеводопоглощением, мадиэлектрической про4

Коэффициент электромеханической связи, Кр,4 19

Механическая добротность, Qw 3800

Пример 5. Получают керамический материал следующего состава, масА: Ligp 2,5, Ма О 14,11, Ва0 0,09, Nb2Og 83 30 °

1О Свойства материала следующие;

Температура синтеза, С 900

Температура спекания С 1190

l5 Плотность, кг/м . 4360 з

Водопоглощение,Ф 0,01

Диэлектрическая проницаемость Е" jE 70

Тангенс угла ди2р электрических потерь, 1до

Точка Кюри, С

Пьезомодуль, d 110, Кл/H 6,2

25 Коэффициент электромеханической связи, Кр, 4 10

Механическая добротност ь, Q 3100

Зр Пример 6. Получают керамический материал следующего состава, мас. : LiZO 3,0, NaZO 15 7, ВаО 0,20, Nb2О5 81,10.

Свойства материала следующие:

Температура синтеза, О С 950

Температура спекания, С

Плотность, кг/м

Водопоглощение, Диэлектрическая проницаемость,Е> Е 78

Т

33

Тангенс угла диэлектрических потерь, tgd", 1,0

Точка Кюри, ОС 440

Пьезомодуль, d>„1P "г кл/Н . 9

Коэффициент электромеханической связи, Kpр 4 20

Механическая добротность, О, 1038322

Составитель Н.Фельдман

Техред И.Надь Корректор Ю. Иакаренко

Редактор А.Курах

Заказ 6136/24 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5", Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ницаемости и высокой механической добротностью при более мя ком технологическом режиме для изготовления керамических фильтров для интегральных схем, резонаторов и излучателей высокочастотного действия.