Пьезоэлектрический керамический материал

Авторы патента:

ФЕСЕНКО ЕВГЕНИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

ФИЛИПЬЕВ ВИКТОР СЕМЕНОВИЧ

РАЗУМОВСКАЯ ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

ЧЕРНЕР ЯКОВ ЕФРЕМОВИЧ

РУДКОВСКАЯ ЛЮДМИЛА МИХАЙЛОВНА

ЗАВЬЯЛОВ ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

МОЛЧАНОВА РИТА АЛЕКСЕЕВНА

КРЫШТОП ВИКТОР ГЕННАДИЕВИЧ

ПАНИЧ АНАТОЛИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ

СЕРВУЛИ ВАЛЕРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ

C04B35/497 - на основе твердых растворов с оксидом свинца

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)4 С 04 В 35/00 ф а/ Б@г-- .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3793618/29-33 (22) 12.07.84 (46) 07.01.86. Вюл. Р 1 (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. M. А. Суслова (72) Е. Г. Фесенко, В. С. Филипьев, О. Н. Разумовская, Я. Е. Чернер, Л. M. Рудковская, B. П. Завьялов, P. А. Молчанова, В. Г, Крыштоп, А. Е. Панич и В; А. Сервули (53) 666.638(088.8) (56) Nagato К., Yamazaki Т., Okazaki К,, Dielectric and piezoelectric properties of hot-pressed

lead potassium niobate Ceramics, Proc, of the 2-meeting on ferroel

mat, and their appl. Kioto, 1979, р. 251-256.

„„SU„„1203078 А (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий PbNbaAe

K NbzOq, отличающийся тем, что, с целью повьппения анизотропин пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической связи, он дополнительно содержит

Nb Os при следующем соотношении компонентов, мас.X:

РЬИЬ Оь

К,ЯЬ O„

Nb zOs.

1203078

5 !

О!

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано в качестве материала при конструировании пьезокерамических устройств, в частности, акустических преобразователей с широким рабочим интервалом температур и минимальными амплитудами паразитных мод колебаний, вследствие высокой анизотропии пьезоэлектрических свойств (d gd < 1О, К 1„р 7), малой механической добротности 0 < (30) при высоких значени- ях dye 80 10 " Кл/н.

Для эффективной работы электромеханического преобразователя материал, из которого он изготовлен, должен наряду с высокими значениями коэффициента электромеханической связи основной толщиной моды кобебаний

К и пьезомодуля d33 обладать низкими значениями коэффициента электромеханической связи радиальных колебаний

Кр и пьезомодуля d q иметь низкую механическую добротность и высокую температуру Кюри (Тк).

Целью изобретения является повышение анизотропии пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической связи.

Введение NbqOg в систему PbNb10 KzNbq 0 приводит к увеличению на стадии спекания размеров кристаллитов до 100-200 мкм, что является одним из необходимых условий достижения высокого уровня пьезоэлектрических параметров.

Синтез составов керамического материала производят с использованием в качестве исходного сырья следующих реактивов: PbO (или РЬСОз) ч.д.а., NbzOg Нбо-Пт, К СОз х.ч.

Материал синтезируют методом твердофазных реакций. На первом этапе получают метаниобаты свинца (PbNbz0 ) и калия (KNb0@} .

Метаниобат свинца синтезируют из шихты PbO (или PbCOg ); Nb z 0 g вЂ” 1: 1, смешанных мокрым способом н» вибромельнице. Температура синтеза 9501000 С, продолжительность вЂ” 3 ч.

Спеки размалывают н шаровой мельнице. Для получения К1ЪР компоненты смешивают на вибромельиице .сухим способом и шихту подвергают двухкратному обжигу при 850 С (10 ч) и

950 С (5 ч). Синтез мятериала производят из смеси PbITbz(6, KNhO -.. н

ИЬ О5 однократным обжигом при 1!00 (, в течение i ч. Контроль за полнотой протекания реакции и 3а струK i.óðîé образовавшегося продукта осуществляют с помошью рентгенофазоного анализа (РФА).

Спекание образцов проводят методом горяч го прессования дрн температурах Т „« = 1250+20 С, дан,пении

2 10 Па, времени выдержки 40 мин.

06разцы имеют форму диска диаметром 10 мм и толщиной 0,5 мм.

Электроды наносят нжиганием серебряной пасты. Поляризацию образцов проводят в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 при температурах

140-15О С, в поле (4,0 вЂ” 5,5) 10 В/м.

Как видно из таблицы, материал имеет низкие значения диэлектрической проницаемости (215-430) и механической добротности (22-39) при довольно больших значениях коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний Y-((0,32-0,44) и пьезомодуля Из (б8-87) ° 10 Кл/Н.

Наиболее важным достоинством этого материала для акустических преобразователей является высокая анизотропия пьезоэлектрических свойств (Kj/Кр=4,2-7,4; dye/d),=5,410,2), а также высокая температура

Кюри (Т =539-553 С). Оптимальным со. держанием параметров обладает состав, содержащий 93,9б мол.% PbNb Oq, 2 948 моп,% KgNbg0 в и 3,56 мол.%

Nbz0з (состав 2 таблицы) .

1203078

Электрофизические параметры составов системы

PbNbgOa вЂ” KzNbzOg вЂ” NbpOg даны в таблице

Содержание компонентов, мол.%

СоПараметры став 33/1 ср&х10 К

К р 4 х10

Кл/Н

РЬНЬz Оа Kz"Ъ20

Ям

215 1,8 0,40 5,1 68

95,67 2,52 1,81

Составитель О. Самохина

Редактор Н. Егорова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

2 93,96 2,48 3,56 230 1 I 0,44 7,4 80

3 90,73 2,39 6,88 340 ),2 0 35 6,7 74

4 87,72 2,31 9,97 430 1,4 0,32 4,2 87

Заказ 8383/30 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6,9 22 553

10,2 23 550

9 1 34 546

5,4 39 539

Пьезоэлектрический керамический материал

Пъезоэлектрический керамический материал // 1159910

Пьезоэлектрический керамический материал // 1066970

Способ получения сегнетоэлектрических керамических материалов // 1034998

Керамический материал для высокочастотных конденсаторов // 1022957

Способ получения керамического конденсаторного материала // 1016272

Пъезоэлектрический керамический материал // 998427

Сегнетоэлектрический керамический материал // 897757

Керамический материал с высокой диэлектрической проницаемостью // 893960

Керамический материал // 842074

Пьезоэлектрический керамический материал // 1305144

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей

Пьезоэлектрический керамический материал // 1425181

Изобретение относится к пьезоэлектрически.м керамическим материалам и может быть использовано для создания среднечастотны .х электромеханических преобразователей , в частности дефектоскопов и приборов медицинской диагностики, применяемых в устройствах, где весовые характеристики являются решающими

Скандотанталат свинца - активный элемент микрокриогенных устройств // 1479440

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к активным элементам каскадных микрокриогенных устройств, обладающих свойством изменения температуры при изменении внешнего электрического поля (электрокалорический эффект), предназначенных для создания микрокриогенных охлаждающих устройств

Керамический диэлектрический материал // 1527219

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано в радиотехнике преимущественно в качестве конденсаторного материала

Керамический материал для конденсаторов // 1551696

Изобретение относится к керамическим диэлектрическим материалам и может быть использовано для изготовления низкочастотных конденсаторов, преимущественно силовых

Способ получения порошков фаз кислородно-октаэдрического типа, содержащих ионы свинца (ii) в позиции (а) // 2515447

Изобретение может быть использовано в полупроводниковой, пьезоэлектрической и радиоэлектронной технике. Для получения порошков титаната, или цирконата, или ниобата свинца, или титаната-цирконата свинца из 0,1-0,3М растворов нитратных комплексов титана, циркония или ниобия при рН=8±0,5 осаждают с помощью 5-10% раствора аммиака при температуре ниже 280 К гидроксиды титана, циркония, ниобия или смешанный гидроксид титана-циркония. Полученные гидроксиды смешивают при температуре ниже 280 К с водной суспензией оксида свинца (II), затем оставляют на 10-20 минут. После этого проводят последовательную термообработку при температуре приблизительно 370 К в течение 50-60 минут, затем в изотермических условиях 20-30 минут. Изобретение позволяет снизить температуру синтеза и повысить пьезопараметры получаемых материалов. 3 ил., 2 табл., 15 пр.