Пьезоэлектрический керамический материал
Изобретение относится к материалам пьезотехники и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых дефектоскопов , толщинометров, приборов медицинской диагностики. Для повышения коэффициента электромеханической связи KI и уменьшения значения механической добротности при сохранении значений Кр, равных-нулю, пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТЮз, СаТЮз, Pb(Wi/2Zm/2)03, Pb(B02)2, РЬМпОз и РЬ(Л/1/2Меш)Оз, где Me - металл, в качестве Me содержит Мд при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЬТЮз 78,91-84,84; СаТЮз 7,13-12,64: Pb(Wi/2Zm/2)03 5,17-5,51; Pb(B02h 1,43- 1,48; РЬМпОз 0,11-0,14 и Pb(Wi/2Mgi/2)03 1,26-3,23. Спекание материала проводят в атмесфере кислорода при 1130-1170°С в течение 4 ч, Материал имеет следующие характеристики: Тк 277-347°С; (6,75-7.1)-103 кг/м3;езз/Ј0 120-170; tg б 1,8-2,1%; KtO,61- 0,68; QM(t) 4,0-8.4; d33 (100-123) Кл/Н; дзз(73-107) -10 3В-м/Н.2табл. сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704412/33 (22) 14.06.89 (46) 30.12.91, Бюл. ¹ 48 (71) Научно-исследовательский институт физики при Ростовском государственном уни- верситете (72) Л.Д.Гринева, О.Н.Разумовская, Е.С,Мирошниченко, В.Д.Комаров и Л,А,Шилкина (53) 666,655(088.8) (56) Заявка Японии N 59-40314, кл, Н 01 L41/18,,1984, Авторское свидетельство СССР № 1634655, кл. С 04 В 35/46, t988. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к материалам пьезотехники и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых дефектоскопов, толщинометров, приборов медицинской диагностики. Для повышения
Изобретение относится к материалам пьезотехники и может быть использовано при изготовлении пьезоэлектричеких преобразователей ультразвуковых дефектоскопов, толщинометром, приборов медицинской диагностики.
Цель изобретения — повышение коэффициента электромеханической связи Kt u уменьшение значения механической добротности QM(t) при сохранении значений
Кр, равных нулю.
Составы материала синтезируют методом твердофазных реакций. Для повышения гомогенности твердых растворов (ТР) синтез проводят в две стадии с промежуточным помолом спеков и перемешиванием.. Ж, » 1701703 А1 (я)з С 04 B 35/46, Н 01 1 41/18 коэффициента электромеханической связи
К и уменьшения значения механической добротности при сохранении значений Кр, равных -нулю, пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТ!Оз, СаТ)Оз, РЬ(Ю1/22п1/2)Оз, РЬ(В02)2, РЬМпОз и РЬ(М/1/2Ме1/г)Оз, где Ме — металл, в качестве Ме содержит Mg при следующем соотношении компонентов, мас. ь:
РЬТ!Оз 78,91 — 84,84; СаТ!Оз 7,13-12,64;
РЬ(101/22п1/2)Оз 5,17 — 5,51; РЬ(ВО2)2 1,43—
1,48; РЬМпОз 0,11 — 0,14 и РЬ(В/1/2М91/2)Оз
1,26 — 3,23, Спекание материала проводят в атмесфере кислорода при 1130 — 1170 С в течение 4 ч, Материал имеет следующие характеристики: Тк 277 — 347 С; (6,75 — 7.1) 10
Kf/M; бзбео 120 170; tg о 1,8 2,1%; Кс 0,61 — ф
0,68; 0М(Т) 4,0 — 8.4; d33 (100 — 123) 10 Кл/Н;
9зз (73 — 107) 10 В м/Н. 2 табл.
° Ф
«4
Режимы последовательных обжигов; Т1 = (8500С при t< = 10 ч, Т2 =- 1000 — 1150 С при tg д
= 2,5 ч. Спекание проводят по обычной керамической технологии в атмосфере кислорода при Т г = 1130-1170 С в течение 4 ч.
В результате получают однофазные поликристаллические TP со структурой типа перовскита. Поляризацию измерительных образцов диаметром 12 мм и тол щинои;а
0,5 мм проводят в полиэтилсилоксановой жидкости марки ПЭС-5 при Tn = 100 — 160 С.
Еп -(6 — 10) 10 В/м, tg = 15 мин, Измерение основных электрофизичеких параметров проводят через 24 ч после поляризации в соответствии с ОСТ
110444-81. Определение малых К (0,15) про1701703
Таблица 1 водят с учетом поправки к измеренному резонансному промежутку. Значение К определяют путем измерения основной резонансной частоты толщинной моды колебания и ее обертонов при помощи измерителя амплитудно-частотной характеристики X)-48, В ряде случаев. значения К уточняют измерением резонансной и антирезонансной частот на измерителе импеданса BM508. Н а этом же и рибо ре фиксируют значения резонансного сопротивления образца, необходимые для расчета Q (t). Измерения бзз выполнены в квазистатическом режиме.
Составы и характеристики полученного, материала приведены в табл.1 и 2 соответ, ственно.
Формула изобретения
Пьезоэлектрический керамический материал, включающий РЬТ)Оз, СаТ)Оз, Pb(N/1nZn1/g)0a, Р b(B Qz)2, P b Mn Оз и
5 РЬ(Ы1/2Ме1/2)03, где Ме — металл, o T tl и ч аю шийся тем, что, с целью повышения коэффициента электромеханической связи
К и уменьшения значения механической добротности Ом(т) при сохранении значений
10 К>, равных нулю, в качестве Ме он содержит
Mg при следующем соотношении компонентов, мас.$:
РЬТ) Оз 78,91 — 84,84
СаТ)Оз 7,13 — 12,64
15 РЬ(Ю1/22п1/ )Оз 5,17 — 5,51
РЬ(ВО )2 1,43-1,48
РЬМпОз 0,11 — 0,14
Pb(W>/Му/2)Оз 1,26 — 3,23
1701703
* о
1 03 -- l ю
I сб I
NO во (i
I ( ( (l
Z 1
« б о м
I с>
CO м с>
I с,» о
o IXI и3 и3 о о
N C4 бч с 1
I ло
3.31 СЧ сч л
IA
1 со л С> ол
l ол
1 сЧ сч м! 1
Г: 1 о
I с> l сб 0» б к
1 ю
О 1
1 лйб 1
ОО I б
„— т ю Х о
1 лФ 1
ОО I
03 С о Z I
I б . С 1 (л Y I
1,« ° 1 с >Z>
ОО I! 1 л> I с> I с е О !
Z I
" !
l (" 1
1
Ч> 1
М 1 —.— --3
1
ОООО 1
3-- — -- 1 .)
О I
1 б-! ) >
1О аХ
1 — — -1 !
ОО I
° 1
I л>Я1
c> z
3 I
I сл 1 (о !
3- i (б
I
I !
1 I
1 О Ф I ое!
I с-> I- 1 о бчм
"м о «сч— л» бсб-т !» о ола о лм мо о
ОО Л мо-ао
N O! м
- mo o а3 3 оооо мое о о
«>
oou o
>О а COCO оооо
Ф 1 мсо об
>О >О ъо "О оооо с» с>о о лэсч сч
-Е М бСб 33С аомл
« сю бач> об
>7> Об Сбб 03. II3 с» л Оъ ло!.о о! --ел
О» Л сЧ.Е сч сч мм
ОО3ОО
Лб mcus! о c счб>-3 аo z
С 3-1I
I
1
I
I
I !
1
1
I
1
I !
I
I
I !
3 с !
I
3
1 б
1 (3 !
I
3 б
I
I
1
I
1
3
l
I
1
1
I
3
1 ! !
I
1
I
I
1 !
I
1
l
1
I б
I
1
1
1 !
I ! !
I
1
I
I
I !
1
I
1 !
I
3
1
1
i
1
1
I б
I
1
1
I
l ! б
1 б
I !
1
Э Iс о а ю
>0
Х 3m z с>
zее
Х О.S х е е z z ю х е
z ce;-.
aIzm л ах е
ОО О»
C 3 О> с а -:> о
zC YХ
K.= -Ф
Ф >Х л сТ о ао
Х 1> т и 1° в о>а.
u» r 0
° -3-Хл
82еес б- Г е о х а х а
Е 3-Z ю0юо
X Z S а >а о о
o5cv
C l- Э
s л у л 0 о т.
О л Z >0 осах
z e L e
Z I" Z Z.
Фдео м е >- а
>а s б х с а е е е хcc»ю
О СО б х н >п z
+z 0 +Z g
ФОО>.. е о
I Я
0 C с
f0 .;, сс а У а л о х
3> е с2-т о
a S с>
Ф а.:-, с а >- о а.
3> Q Я
3- »« ю
1 >0 S а с* с»»s
3- >- а оо
- F«z а >0 л
zcr=
ХZ0>6
m 0»- о
Х 1- Z
С I 0 о z m х>- а еб-ое
a u
3- л
ml- 0o а о х
>00 .О
z N 9
» э оих
I C03z с е е х
l Z Е сс аz
3="О-ю Е3.
0I
z
>0
01 т
X а
I о ю
Ф л
10 C х
>0 >Х л сб .т
IQ
C ю о с
O 1
I .О
Ф оо», о о
Zm3( с л оаС Ф
»-z c
0»3
Ю X X
S л Z
zсс
Е О оа л О >а о е с с х е
>" сб> Е и ю .О
1> .«Е е z с
0I
>0 х IО.д О сои
-om х W в фа
0 Е 0
>,z о х х
Q е л 10
I Z
v хо» с> т а 3 еое
v О.Ф
>о
>х о
0 03>X
О> оа с е е
svc
z 9 z е»о
xzm е х Ф е л
gхс
>- Х >3>
Ф I Х с э ю
03 Z
0-- > о
Х 03
Е °
z л
z «>
Зю"
m 30 >с>. о о
Y б»
>Х
ID О
X Х .О
*ос
=б;с
u z o .«z
