Пьезокерамический материал

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пп 566800

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлсно 04.01.76 (21) 2309324/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.77. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 29.08.77 (5!) М. Кл.е С 04В 35/00

Н 01L 41/18

Гасударственный камитет

Совета Миииатрав СССР па делам изааретеиий и аткрытий (53) УДК 621.315.612,5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Г. Фесенко, А. Я. Данцигер, О. Н. Разумовская, М. Ф. Куприянов, С. М. Цветковская и E. И. Чепцов

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет (71) Заявитель (54) П ЬЕЗОКЕРАМИЧ ЕСКИ Й МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к пьезокерамическим материалам и можст быть использовано для создания электромеханических преобразователей разного назначения.

Известны пьезокерамические материалы, представляющие собой твердые растворы 3и 4-компонентных систем, включающих

PbTiO3, PbZrO3 и один или два других компонента.

Наиболее близким к предлагаемому является пьезокерампческий материал, представляющий собой твердый раствор четырехкомпонентной системы PbTi03, PbZr03, P b Li >p S b3//zMeO3, где Ме — Хп +, Ng + Х13+ (1) Низкая механическая добротность и высокие диэлектрические потери известного материала ограничивают его применение в пьезоэлектрических преобразователях, работающих в режиме излучения.

Цель изобретения — снижение диэлектрических потерь и повышение механической добротности при высоких пьезоэлектрических пара метрах.

Это достигается тем, что предлагаемый чьезоксрампческий матсрпал в качестве добанки содержит PbW /3Mnl/303 при следующем соотношении компонентов, мол.

PbTiO3 42 50 — 50 0

PbZrO3 42,10 — 51,63

5 PbLhP*Sb3/zO3 3,15 — 8,81

Р Ь%1/2МП 1/203 0,90 — 2,42

Синтез составов осуществляется по обычной керамической технологии в защитной атмосфере Pbo. Температура синтеза 700—

750 С, продолжительность 4 — 10 час.

Спекание проводилось методом горячего прессования по следующему режиму: температура 1000 — 1150 С, давление 200 кг/см, время выдержки 40 мин. Поляризация образцов проводилась в силиконовом масле при

140 С в течение 20 мин в поле с напряженностью 3,8 — 4,9 кв/мм с последующим охлаждением под полем до 90 С в течение 20 — 25 мин.

Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках исследованных составов системы приведены в таблице. Как видно из таблицы, большинство исследованных составов имеют очень низкие значения диэлектрических потерь: tg 6 в слабых по25 лях = (0,21 — 0,43) %, tg 6 в сильных полях =

= (1,0 — 2,0) % и повышенные значения добротпостп Q = 453 †13.

566800

Электрофизические параметры

Состав, мол . %

tg О, %

10 — 12 ом см при

100 С. 10 — I2

Py ом. см о .О" ж

1 2 а

С,10 — см/сек (/ 10 — 1,2 к/н тос

Кр при

20 С о

M ,с> а о (Cl а

Й о х

6,1

3,5

4,7

3,2

5,9

1,7

3,6

4,0

6,1

0,499

0,486

0,493

0,490

0,544

0,490

9,616

0,594

0,509

3,2

1,4

0,8

1,2

0,8

3,0

0,7

1,2

1,1

1,5

2,0

2,1

2 9

1,0

0,46

0,42

0,42

0,69

0,32

0,32

0,21

0,22

0,72

1330

46,31

42,10

50,02

47,85

45,67

51,63

49,39

47,14

45,10

0,99

0,90

1,72

1,65

1,58

2,42

2,31

2,21

1,09

94

91

84

98

139

106

7,7

7,0

5,76

5,5

5,25

3,45

3,30

3,15

8,81

45,0

50,0

42,5

45,0

47,5

42,5

45,0

47,5

45,0

3,53

3,59

3,5

3,51

3,51

3,64

3,42

3,33

3,48

278

292

247

206

244

308

302

205

340

1,8

2,0

2,0

2,1

Формула изобретения

Составитель П. Лягин

Корректор А. Степанова

Техред М. Семенов

Редактор Е. Караулова

Заказ 2323/11 Изд. № 636 Тираж 778 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Лучшие составы системы (5, 7,.8) имеют достаточно высокие значения коэффициента электромеханической связи Кр = 0,544 — 0,616 при высокой механической добротности Q =

= 880 1320 и низкие значения диэлектрических потерь tg 6 в слабых полях = (0,21—

0,32) %, ig 6 в сильных полях = (1,0 — 2,0) %.

Такое сочетание свойств выгодно отличает указанные составы от известных материалов и является благоприятным для применения полученных материалов в преобразователях, работающих в режиме излучения.

Особый интерес представляет состав, который наряду с высоким значением коэффициента электромеханической связи Кр — — 0,611 имеет высокое значение пьезочувствительности g» — — 14,8 10 — в м/н при невысокой диэлектрической проницаемости втзз — — 762, что позволяет рекомендовать этот материал для линий задержки, систем зажигания, микрофонов, телефонов и других акустических устройств. Все составы имеют высокое удельное объемное сопротивление о„= (1 — б) °

° 10" ом/см.

Пьезокерамический материал на основе твердых растворов, содержащий PbTi03, PbZrO3, РЬ14/ ЯЬз/ Оз и добавку в виде твердого раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения диэлектрических потерь и повышения механической добротности, в качестве добавки он содержит РЬ%1/гМп1/гОз при следующем соотношении компоненто мол. %:

РbTiO 42,50 — 50,0

РЬХгОз 42,10 — 51,63

РЫ-11/4$ Ьз/403 3,15 — 8,81

РЬЮ /гМп /20з 0,90 — 2,42

Источники информации, принятые

20 во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 485996, кл. С 04В 35/00, 1973.