Пьезоэлектрический керамический материал
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ преимущественно для частотно-селективных устройств, включающий PbTiOj , PbZrOj, iPbNb 2/3 Мп-1/3 3 R - №г и/или Mg), отличающийся тем, что, с целью улучшения температурной стабильности резонансной частоты при высокой механической добротности и небольшом коэффициенте электрбмеханической связи, он дополнительно содержит АЕ РЬ ф Ш 2 3 Р следующем соотношении компонентов, мол.%: PbTiO 49,60 52,30 РЬЕгОз33,31 38,35 i PbNb2,3 3 8,61 6,97PbW ,2Ri/2035,24 ,,/20i0,40 0,80. cz
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„ЯО„„1133248
А 4(51) С 04 В 35/49
Ю ЪЪ,"
-) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3669497/29-33 (22) 07.12.83 (46) 07,01.85. Бюл. ¹ -1 (72) Е.Г.Фесенко, А.Я.Данцигео.
О.Н.Разумовская, P.Ó.Äeâëèêàíîâà, Л.Д.Гринева, В.С.Филипьев, С.Г.Гавриляченко, А;Е.Панич, А.Н.Клевцов, Я.С.Богданов, Л.А.Резнйченко, В.А.Головнин, С.А.Громов, В.И.Ривкин и Е.С.Кудряшов (71) Ростовский ордена Трудового
Красного Знамени государственный . университет им. М.А.Суслова (53) 666.655(088.8) (56) 1. Патент Великобритании ¹ 1275961, кл. С 1 Т 1971.
2. Авторское свидетельство СССР № 489742, кл. С 04 В 35/00, 1974 (прототип) . (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ преимущественно для частотно-селективных устройств, вклю" чающий PbTiO> PbZr03 РЬИЬ2 Мп.1(зОз
Ь1 .у (гОЗ (где R Мп и/ил" М8 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения температурной стабильности резонансной частоты при высокой механической добротности и небольшом коэффициенте электромеханической связи, он дополнительно содержит А РЪ „1 Мп 1/а Оз, при следующем соотношении компонентов, мол.Ж:
PbTi0 49,60 — 52,30
РЬ Его 33 31 — 38 35
РЬИЪ /3 Мп !з Оз 4,46 — 8,61 И
АГАРЬ )(Мп щО 0,40 — 0,80.
133248
3S
Таблица1
52,30 33,45 8,61
52 08 33,31 8,57
5,24
38,35 4,48
38,19 4,46
49,80
49,60
6,97
6,95
5,27
52,40 33,51 8;62
51,87
49,90
49„40
33,18 8,53
38,42 4,49
38,04 4,45
5,22
6,99
6,91
1 1
Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано в радиоэлектронике для создания частотно-селективных устройств (ЧСУ), в частности для узкополосных фильтров.
Известны пьезокерамические материалы на основе многокомпонентных систем сегнетоэлектрических твердых ,растворов, предназначаемые для использования в фильтровой технике 1).
Однако эти материалы имеют либо. недостаточно высокую температурную стабильность резонансной частоты, либо низкую механическую добротность, либо недостаточно низкие значения коэффициента электромеханической связи Кр (необходимые для узкополосных ЧСУ) .
Наиболее близким к изобретению техническим решением является материал (2/, представляющий собой четырехкомпонентную систему, включающую РЬТ О, PbZr0», PbNb / Mn О
PbW / Mn О при следующем соотношеs/ã ь нии компонейтов, мол . 7 :
Pb Ti0 20, 0 — 8 0, О
Pb Zr03 8,40 — 70,4
PbNbz/ Mn I 03 1 30 — 8 91
Однако один из составов., лучший с точки зрения использования его в ЧСУ, имеет при высокой механической добротности Q„=2570 недостаточно высокую для узкополосных фильтров стабильность резонансной частоты УХ ОИ» = 0,24K (в интервале -6085 С> и недостаточно низкий для это2
ro типа фильтров коэффициент электромеханической связи Кр=0,357. 1
Цель изобретения — улучшение температурной стабильности резонансной частоты при высокой механической добротности и небольшом коэффициенте электромеханической связи.
Указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический
10 материал преимущественно для частотно-селективных устройств, включаю.щии ЬТ1 Оз РЬ О 3 РЬ Ь2/з "и 1/3 Озз
РЬИ7/ЯК,/ 03 (где P. — Mn и/йли Mg), дополнительно содержит АГАРЬ,/ Mn / 0
15 при следующем соотношении компонентов, мол. %:
PbTi0 49,60 — 52,30
Pb Zr03 33, 31 — 38, 35
РЬМЬд/ Ип / 0 4,46 — 8,61
20 PbW /< R
Синтез составов предлагаемого материала осуществляют по обычной керамической технологии двукратным
2g обжигом: температура Т„=800 С, Tg=850 С, продолжительность 1 г
5 ч. Спекание проводилось в закрьггом алундовом тигле. Температура спекания 1100 — 1150ОС.
Поляризация всех образцов производилась в силиконовом масле при 140 С в течение 45 мин в поле напряженностью 40 кВ/ см с последующим охлаждением под полем до 90 С.
Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках предлагаемого материала приведены в табл. 1.
1133248
Продолжение табл. 1
Параметры
Пример к, Е„ вя,Х эз(е„ (в интервале
-60 — +85 С) 550
0,17
0,40
485
0,13
0,80
780
0,12
0,40
0,16
750
0,80
530 0,254 1800
650 0,287 900
820 0,345 1500
700 0,257 800
0,35
0,20
0,37
1,20
0,35
0,20
0,40
1,20
Параметры
Материал звестный Предлагаемый
830 . 485 — 780
0,357 0,232 — 0,300
Кр
1700 — 1500
2570 (й в/Хг, Х (в интервале
-60 - +85 С) 0,24 О, 12 — О, 18
ВЕИИПИ Заказ 9914/23 Унран 605 Подиасиое
Филиал НПП "Патент", г. Узгюрод, ул.Проектная,4
Введение А1РЪ Мп „ 0 (табл.1) привело к заметному улучшению температурной стабильности резонансной ЗО частоты дТ В/fr=0,12 — О, 18Х по сравнению с известной <М О/fr=0,24Х в температурном интервале -60 — +85ОС и пониженных K =0,232 — 0,300. Примеры 5 - 8 демонстрируют ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентраций: ухудшается температурная стабильность резонансной частоты, уменьшается Q g и повьг шается К>. 40
Сочетание в предлагаемом интервале высокой температурной стабильности с высокими значениями О® и пониженными К обеспечивает получение необходимого комплекса параметров узкополосных фильтров, улучшенных по сравнению с известными. Важным преимуществом предлагаемого материала является возможность спекания его по обычной керамической технологии, что упрощает процесс производства и экономит дорогостоящее оборудо" ванне.
0,254 2300
0,232 2500
0,300 1950
0,263 1700
В табл. 2 приведены злектрофизические параметры предлагаемого и известного материалов.
Т а б л и ц а 2
Данные, приведенные в табл. 2, .показывают, что предлагаемый материал обладает более качественными свойствами для узкополосных ЧСУ по сравнению с известным, так как обеспечивает лучшую температурную стабильность и более высокую избирательность соответствующих устройств.
