Пьезоэлектрический керамический материал

 

Союз Советски к

Социапистичаскиа

Респубики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (6i } Дополнительное к авт. свид-ву (22) За" вль"о 25 03 80 (21) . 2898589/29 — 33 1 11 893959 (51}М. Кл. с присоединением заявки ЭЙ

{23) Приоритет тваудвретанеьй квинтет

СССР ао делам изобретений и етарыткй

С 04 В 35/00

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень М 48 (53) УДК 666655 (088.8) Дата опубликования описания 30.12.81 (72) Авторы изобретения

О. С. Лидковская, В. А. Звоник, Г. Е. Савенкова, H. С. Морозова, Г. В. Лунев, Н. И. Селикова, В. В. Климов и В. А. Голосов (7l ) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к материалам, при леняемым в радиоэлектронике, в частности для изготовления ьезокерамических фильтров, работающих на объемных н поверхностных акустических волнах.

Известен пьезокерамический материал на

5 основе цирконата-ппаната свинца Р1 (ZrXTi4 „) Оэ. содержащий добавки оксидов. марганца, висмута и двухвалентного металла, например цинка 11).

При значении x s 0,55-0,60 можно полу- . чить материал, имеющий значения диэлектрической проницаемости 320-400, коэффициента электромеханической связи К 0,35 — 0,47, одна- ко температурная стабильность резонансной .частоты его не достаточно высокая: температурный коэффициент частоты ТКЧ вЂ” (90 — 120)

10 11/г)ад. Высокие значения температурного коэффициента частоты ТКЧ не позволяют использовать известный втатериал для ssrmosneния пьезокерамических фиги тров.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является материал на основе цирконата-титаната свинца. включающий добав;ки одного оксида-из группы (кадмий, цинк. медь и никель), а также оксида марганца (21.

Однако значения ТКЧ у известного материала также недостаточно низкие.

Цель изобретения — снижение диэлектрической проницаемости, улучшение температурной стабильности резонансной частоты при сохранении повышенных значений коэффициента электромеханической связи.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-тктаната свинца с добавками оксидов кадмия или цинка и оксида марганца, дополнительно содержит оксид церия нри следующем соотношении компонентов, мол%:

Оксид кадмия или цинка 0,9-2,0

Оксид марганца 0,5 — 1,5

Оксид церна 0,25-1,0

Цирконат-титанат свинца Остальное

При этом пьезоэлектрический керамический материал содержит в цирконате-титанате свинца

55 — 67 мол.% цирконата свинца.

Пример 1. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%:

МпО» 0,98

Се02 0,98

CdO 1,96

Pb(Zr03 31 0 42) Оз 96,08

Для приготовления 100 г материала указанного состава готовят шихту, состоящую иэ следующих компонентов, r:

РЬСОз 80,53

ZrO2 21,53

Т Q2 10,11

Мп02 0,27

СеО, 0,53

CdQ 0,79

Шихту готовят в шаровой или вибромельни це. Полученную шихту подвергают обжигу (в виде брикетов или порошка) при 900+20 C s течение 2 — 3 ч. Прокаленный материал измельчают в порошок с размером часпщ не более 3,6,. добавляют в качестве. связки водный раствор полнвинилового спирта и прессуют заготовки, например, в виде дисков при уд.давлении 1 — 1,5 т/см . Спрессованные заготовки

Z помещают на керамические подложки из диоксида циркония (или оксида алюминия), накрывают такой же подложкой (образцы в таком виде помещают в никелевый пакет), затем помещают в печь и спекают нри 1120 — 1180 С о в течение 2 — 3 ч.:Скорость подъема температуры составляет 200 — 300 /ч. охлаждение проводится вместе с печью. Спеченные изделия шлифуют до заданного размера, затем на них наносят электроды методом вжигания серебряной пасты при 780+50 С в течение 15 — 30 мин. Поляризация изделий осуществляется в полисилоксановой жидкости ПЭС вЂ” 5 при 140-160 С в постоянном электрическом поле напряженностью 3—

4 кВ/см.

Свойства полученного материала, измеренные на дисках диаметром 10+1 мм и толщиной

1+0,005 мм, приведены в таблице.

П р и и е р 2. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%:

М.п02 0,5

Се02 05

ZnO 0,99

Ю(2г413 2 т (4 3)03 . 98,01.

Для приготовления, 100 г материала укаэанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, г:

PbCO3 81,35

ZrOг 21,38

TiO 10,46

МпО2 0,13

Сеог, 0,26

ZnO 0,25

Дальнейшие операции аналогичны описанным в примере 1.

3939

Свойства полученного материала прпведены

s таблице, Пример 3, Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%: а @in Q» 0,74

СеО» 0„25

ZnO 0,99

Pb(Zr0 5» т о,4 3) 03 98,02

Для приготовления 100 r материала ука10 занного.состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, г:

PbCO3 81,35

Его» т о

Мп - г 002

ZnO

Дальнейшие операции в примере 1, Свойства полученного в таблице.

21,38

10,46

0,20

0,13

0,25 аналогичны описанным материала приведены

Пример 4. Пьезоэлектрический керамиаз ческий материал состава, мол.%:

МпО2 1,47, СеО, G 49

ZnQ i,96

РЬ(-го,во" 04 о) Оз 96,08

Для приготовления 100 r материала ука36 эанного состава готовят шихту, состоящую из следующих компонентов, r:

РЬСОз 80,53

ZrQ» 12,28

T Q2 9,63

3S МпО2 0.40

Се02 0.26

Zn0 0,50

Дальнейшие опсрации аналогичнь описанным в примере 1.

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 5. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%:

Мп02 0,98

4> Се02 0,98

СсЮ 1,96

РЬ(Ъ pвг Т зв)03 96,08

При приготовлении 100 r материала ука;— занного состава готовят шихту, состоящую иэ

Ж следующих компонентов, г:

РЬСО3 ° 80,53

ZrO2 23,02 т Ог 9,15

МАО» 0,27

И Се02 0,53

CdO 0,79

Дальнейшие операции аналогичны описанным в примере 1.

5 8939

Свойства полученного материала приведены в таблице. .П р н м е р 6. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%:

MnOz 0,98 3

СеОз 0,98

ZnO 1,96

РЬ(2гс зтТ озз) Оз 96,08

При приготовлении 100 г материала указанного состава готовят шихту. Состоящую из следующих компонентов, r:

РЬСО 80,53

2гОз 24,87

TiOz 7/5

MnOz 0,27 з5

CeOz 0,53

ZnO 0,50

Дальнейшие операции аналогичны описаннъ|м в примере 1.

ТКЧ 10

1 /г1 ад (-60

+60 С) е jE

Пример, у

Кр

0М

320 0,42

900 35

360 0,51 750 50

385 0,43 700

310 0,39

300 0,37

850 50

1100 67

255 0,31 1300 47

380 0,48 700 50 следующих компонентов, г иэ

Составитель Н. Фельдман

Техред А.Ач

Корректор С. Щомак

Редактор С. Крупенина

Подписное

Заказ 11389/41 Тираж 663

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Свойства полученного материала приведены в таблице.

Пример 7. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мол.%:

MnOz 0,98

ССОз 0,98

CdO 1,96

Р э(чз 5 Т 0 4 3) О3 96,08

При приготовлении 100 г матер .а»а указанного состава готовят шихту, состоящую

Р эсОЗ 80,53

ZrOz 20,42 т о 10,84

МпО2 0,27

СеОз 0,53

CdO 0,79

Дальнейшие операции аналогичны описанным примере 1.

Свойства полученного материала приведены таблице.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-титаната свинца с добавками ОКСИДОВ КадмИя Или ЦИНка и ОКСИДа з4 марганца, отличающийся тем, что, с целью снижения диэлектрической проницаемости, улучшения температурной стабильности резонансной частоты при сохранении повышенных значений коэффициента электромеханической связи, он дополнительно содержит оксид церия при следующем соотношении компонентов, мол.%:

ОКс кадмия и и ц ка 0,9 — 2,0

Оксид марганца 0,5-1,5

Оксид церия 0,25 — 1,0

Цирконат-титанат свинца Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 286012, кл. Н 01 В 3/00. 1968.

2. Авторское свидетельство СССР Н 297115, кл. Н 03 Н 7/02,1969.