Пьезоэлектрический керамический материал

 

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества , в частности в ультразвуковых линиях задержки, моночастотных резонаторах и акселерометрах. С целью снижения диэлектрической проницаемости и повьшения пьезоактивности и механической добротности материал на основе ниобата лития-натрия-стронция имеет следующий состав, мае. %; LijO 1,0-1,3; 14,0-17,6; SrO 1,2- 1,6; NbjOy 79,1-82,1; TiOj 0,8-1,3. Предлагаемый материал обладает следующими свойствами: температура спекания 1120-1220 С, плотность 4,18 - 4,20 г/см, диэлектрическая проницаемость j / ЕО 65-70, тангенс угла диэлектрических потерь tg(,2 - 0,3%, пьезоэлектрические модули:

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„> 331856 (59 4 С 04 В 35/00

ВСЕГ"П .;RA% ,,Б Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3964310/29-33 (22) 29,04.86 (46) 23. 08.87..Бюл .У 31 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я. Пельше (72) И.В. Аболтиня, И.С. Виноградова, Э.Ж. Фрейденфельд и М.В. Коберниченко (53) 666.655(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1073220, кл. С 04 В 35/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N9 975673, кл. С 04 .В 35/00, 1982, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕ РИАЛ (57) Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества, в частности в ультразвуковых линиях задержки, моночастотных резонаторах и акселерометрах. С целью снижения диэлектрической проницаемости и повышения пьезоактивности и механической добротности материал на основе ниобата лития-натрия-стронция имеет следующий состав, мас. Х; . 0

1,0-1,3; Na<0 14,0-17,6; Sr0 l,2Предлагаемый материал обладает следующими свойствами: температура спекания 1120-1220 С, плотность 4,18

4,20 г/см, диэлектрическая проница емость E / E = 65-70, тангенс уг— ла диэлектрических потерь tg d =0,2—

О,ЗЖ, пьезоэлектрические модули: d „= (24-26) 10 Кл/Н и d = (110— м Ж

130) . 10 Кл/Н, коэффициент электромеханической связи К = 0,22-0,30, скорость звука V =(5,4-5,6) -10 м/с, ге механическая добротность Q „ =2210—

2250, температура Кюри 420-435 С, ме— ханическая прочность 746-810 кг/см .

2 табл. leal

CQ

САР

9aaL

Сл

1331856

79, 1-82, 1

14, 0-17, 6

1,0-1,3

1,2-1,6

0,8-1,3

1 11 0 5

Ха О

Li<0

SrO

Т10

ЗО

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Е

Ti0 ИЬ О

Состав

Li 0 Na 0

Sr О

1 (известный) 1,1 16,6

0,7

0,5.

81,1

16,1

1,2

80,2

1,3

1,6

0,8

17,0

79,5

1,4

17,6

0,9

1,0

79,1

14,0

82, 1

1,3

1,3

1,0

1,0

15,5

8f 2

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей и, в частности, для ультразвуковых линий задержки.

Цель изобретения - повышение пьезоактивности и механической добротности и снижение диэлектрической nyîницаемости.

Керамику на основе ниобата натриялития, модифицированную оксидами стронция и титана, получают из карбонатов лития, натрия, стронция, оксида титана и ч,д.а. и пятиокиси ниобия .

Смешивание и измельчение компонентов осуществляют в яшмовом барабане в среде абсолютного спирта, время помола 12 ч. После высушивания при

200-250 С материал подвергают обжигу в порошкообразном состоянии при 900 С в течение 4 ч, затем измельчают до . прохождения через сито 10000 отв./см, после чего прессуют диски диаметром

12 мм и толщиной 2 мм.

В качестве связки используют 3%ный водный раствор поливинилового спирта. Спекание проводят при 1190—

1220 С с выдержкой 1 ч. На сошлифованные диски наносят электроды методом напыления алюминия в вакууме.

Поляризацию осуществляют в полисилоксановой жидкости при 150 С и напряженности поля 50-70 кВ/см.

Химический состав предлагаемого и известного материалов приведен в

10 табл. 1.

Свойства материалов приведены в табл. 2.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, включающий Nb О, Nа О, Е1,0, SrO и TiO>, о тли ч аюшийся тем, что,с целью повыше20 .ния пьезоактивности и механической добротности и снижения диэлектрической проницаемости, он содержит ука— занные компоненты в следующем соотношении, мас.7.:

1331856

Таблица 2

Свойства

1 2 3 4

5 6

1220

1190

1210

Плотность у, г/см 4,2

4,18

4,20

4,2

65

66

Тангенс угла диэлектрических потерь сд /,Х 1,01

0,2

0,2

0,2

0,2

0,3

27

27

18

128

130

125

129

110

0,21 0,28 0,22

0,30

0,29

0,25

Скорость звука

Ч . 10, м/с

5,6

5,7

5,4 5,6

5,4

5,5

Механическая добротность Q, мм 890

2200

2210

2250

430

Температура Кюри, С 340. 435

420

Механическая прочность G, кг/см

790

746

810

750 800

630

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 3765/21 Тирах 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4!

Оптимальная температура спекания, С 1140

Диэлектрическая проницаемость, E. /C, 120

)э

Пьезоэлектрический модуль d> 10"

Кл./Н

Пье зоэле ктричес кий мо" дуль d, 10, Кл/H 51

Коэффициент электромеханической связи

Кр

1200 . 1200

4,19 4,!9

2240 2190

435 425

Составитель Л. Косяченко

Техред М.Ходанич Корректор M. Шароши