Пьезоэлектрический керамический материал

 

Изобретение относится к материялам пьезотехники и может быт использовано в пьезоэлектрически преобразователях ультразвуковых приборов не разрушающего контроля(дефектоскопах, толщиномерах). Для снижения механической добротности и повышения температуры Кюри при сохранении высоких Изобретение относится к материа- . лам пьезотехники и может быть использовано в пьезоэлектрических преобразователях (ПЭП) ультразвуковых приборов нераэрушакщего контроля (У1ШК) - дефектоскопах, толщиномерах, а г акже в ультразвуковых приборах медицинской диагностики и в датчиках акустической эмиссии. Цель изобретения - снижение механической добротности, повышение температуры Кюри при сохранении высоких значений коэффициента электромеханической связи Ki , отношения коэффициентов электромеханической связи КХ/КР и низких значений диэлектрической проницаемости ЈЭ}/Јо пьезоэлектрический керамический материал содержит в качестве добавок Pb(W,,| 2n,|Z)03, РЬ(ВОг)г и РЬМп03 при следующем соотношении компонентов, PbTi05 77,52 8JT87; CaTi.0,9,85- 12,75; Pb(W,(4 )03 1,41-4.21; Pb(W(/iZn,/2)0 1,28-,15; РЬ(ВОг)2 0,7А-,48 и PbMn03 0,0h-0,l70 Материал получают МРТОДОМ ттзердоЛ1зных реакций: синтез при Т, - ,, 10 ч и Т/г (1000-1 150)°С, 2-5 ч, спекание проводят в атмосфере кислорода при Тспек (1150-1200)°Г в течение 2-4 ч0 Характеристики полученною .материала следугацие: 157-230; tg& (1,2-2,2)XjKt 0,51-0,by;Kt/Kp 13,1-oo;q Plt)b-2J5;QM(ti 10-30;Ь„(5,2- 6,0) И)9 В/м; Tk (270-J27)9C, 2 табл S (/ значений коэффициента электромеханической свяяи К., отношения коэффициентов электромеханической связи и низких значений диэлектрической проницаемости Јо Составы материала синтезируют методом твердофазных реакций (Т)с Для повышения гомогенности ТР синтез проводят в две стадии с промежуточным помолом спеков и перемеливянием. Режимы последовательных обжигов: Т 850°С при tn «10 ч; Т е 1000 о СО 0 ел PI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 16346

А1 (у) С 04 В 35/46, Н 01 41/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ значений коэффициента электрсмехан.;— ческой связи Кт, отношения коэффициентов электромеханической связи К1/Кр и низких значений диэлектрической проницаемости Я / о, Составы материала синтезируют методом твердофаэных реакций (ТР). Для повышения гомогенности Т. . синтез проводят в две стадии с промежуточным помолом спеков и перемешнванием. Режимы последовательных обжигов: Т q =

850 С при =-10 ч; Т g =- 1000

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4601796/33, (22) 02.11 ° 88 (46) 15.03.91. Бюп. У 1О (71) Научно-исследовательский институт физики при Ростовском государственном университете (72) Е.Г.Фесенко, Л.Д. Гринева, О.Н.Разумовская, E.Ñ.Ìèðîøíè÷åíêî, В.Д.Комаров, В.A.Ñåðâóëè и Е.К,Зворыкина (53) 666.655(088.8) (56) Заявка Японии М 59-4.31.",, кл. Н 01 L 41/18, 1984.

Патент США У 4321155, кл, С 04 В 35/46, 1982 (пусготии)„ (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧГС!ИЙ

МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к м, териалам пьезотехники и может быт" использовано в пьезоэлектрическн . преобразователях ультразвуковых приборов не° разрушакщего контроля(дефектоскопах, толщиномерах) . Для снижения механической добротности и повьппения температуры Кюри при сохранении высоких

Изобретение относится к материалам пьезотехники и может бь.ть использовано в пьезоэлектрических;;реобразоватепях (ПЭП) ультразвуковых приборов нераэруша щего контроля (УИНК) дефектоскопах, толщиномерах, а также в ультразвуковых приборах медицинской диагностики и в датчиках акусти ческой эмиссии.

Цель изобретения - снижение механической добротности, повьппение тем. пературы Кюри при сохранении высоких

2 значений коэффициента электромеханической связи К, отношения коэффициентов электромеханической связи

К /К и низких значений диэлектричесP т кой проницаемости Я / пьезоэлектрический,керамическйй материал содержит в качестве добавок

Pb(M< g Zn> <)0>, РЬ(ВО ) и PbMnO> при следукшем соотношении компонентов, мас.7; PbTi0 g 77,52-83-„87; CaTi0 9,85! 2ю?5 ъ Pb(M п Co

РЬ(И< Еп р)0 э 1,28-4,15; Pb(BO.)п

О, 74-1,48 и РЬМп0 О, 06-0, 1 ?. Материал получают методом тчердсфззных реакций: синтез при Т, = 850 С,. 10 и T 2 = (1000-1150) С, 2-,5 ч, спекание проводят в атмосфере кислорода при Tenet (1150-1200) (в течение

2-4 ч. Характеристики полученного материала следующие: с.-q,/ Fo 157-230; 8 о (1,2-2,2)Х;Кф 0,51-0,59;К /Кр

13, 1- оа1(! н(р1 68-235 1О м(! 1О 30;Ь, (5 26,0) ° !Оч В/м; Т 1, (2?0-327) С, 2 табл,, 1634655

Таблица 1

ФУ и/и

PbTiO3 CaTiO3 Pb(M<<< Со1 )03 РЬ(И,1 /п1/ )Оз РЬИпО + РЬ(ВО )

1 82,96 1,41 1,28

2 79,41 4,11 4,01

3 81,22 4,09 3,99

4 83,87 2,75 2,63

5 77,52 4,19 4,15

6 77,93 4,21 4,03

l,48

1,48

0,74

0,74

1,48

О ° 99

О, 12

О,ll

0ill

0i l I.

0,06

О,17

l2,75

10,88

9,85

9,90

12,60

12,67

1150 С при t

t150 1200 С в течение 2-4 ч. Поляризацию образцов диаметром 1О мм и толщиной I мм проводят в полиэтЮ силоксановой жидкости маркй ПЭС-6 при

Тп 100 С, f д (5-6) ° 10 В/м, 10-15 мин. Измерение основных злек- 1О трофизических параметров проводят через 24 ч после поляризации. Определение малых К ((0,15) проводят с учетом поправки к измеренному резонансному промежутку. Значения К on- 15 ределяют путем измерения основной резонансной частоты толщинной моды колебания и ее обертонов при помощи измерителя амплитудно-частотной характеристики XI-48. В ряде случае зна-20 чения К уточняют измерением резонансной и антирезонансной частот на измерителе импеданса BM-508. На этом же приборе фиксируют значения резонансного сопротивления образца, необходимые для расчета Q+(t) .

Составы материала приведены в табл.l, характеристики — в табл.2о

Формул а изобретения

Пьезоэлектрический керамический материап, включающий PbTiO» CaTi03y

Pb(W g< Со 11 )O и добавки, о т л и— ч ающийся тем, что, сцелью снижения механической добротности и повышения температуры Кюри при сохранении высоких значений коэффициента электромеханической связи К, отношения коэффициентов электромеханической связи К1./К и низких значений диэлектрической проницаемости 5 » /(©, он содержит в качестве добавок

Pb(W1< Хп,1 )03, РЬ(ВО ) н РЬИпО прн спедулцем соотношении компонентов, мас./:

PbTiO3 77,52-83,87

CaTiO 3 9,85-12 75

РЬ(И,1 Со )03 1,41-4,21

РЬ (W,12 Zn,la ) О 3 1, 28-4, 15

Pb(ВО,), 0,74-1,48

РЬИпО > 0,06-0,I7

1634Ь55

Таблица 2 т Ф о, -Ъ рр К+ К Кт/К >1 <т !f „ h 33 1О, Т > С Точек В> () 10 пlп р м

В/и С мкм кгlмм

6,73—

7,09

255!

0,1 922

18,6

200520

0,030>049

0,500,57

260 т

П р и и е ч а н и е: P — плотность; D - средний размер зерна; Яээ/,- диэлектрическая про" ннцаемость; t83 — тангенс угла диэлектрических потерь; Кб - хоэффициент электромеханической связи толиинноя моды колебания; K !> - коэффициент электроиеханиЧеской связи радиальной моды колебания; IC4/Х отновение коэффициентов электромеханической связи (величина отнав!ання отрекает степень аниэотропии коэффициентов электромеханической связи)! 0и!а1- механическая добротность радиальной моды колебаюаю!

Яи!ц — мехайическап добротность толщинной модыколебания; h >3 - пьезоэлектрический коэффициент деформации (характеризует чувствительность пьезоэлеиента, работа>акего в рахиме приема); Тк - температура Кири.

Составитель Л. Косяченко

Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирняк

Гедактор И. Касарда

Заказ 730 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

1 190

2 157

3 169

192

5 230

6 195

Про- °..182- тип 296

1,3

1,6

2,1

2,2

l,4

I 2

0 53

0,59

0 5l

0,51

0,52

0 54

0,026

0,039

0,038

0,035

0,030

20,4 160

13,! 76

13,4 Ь8

14 >9 180

18 0 235

l2 5>5

12 6,0

l3 5,5

10 53

20 5,2

30 5>4

290 1170 5>0

288 !!50 5,0

3I2 !155 6,0

327 !150 7,0

270 1200 5 0

285 !170 6,0

6,70

6 84

7,0

7,0

6,88

6,99