Пьезоэлектрический керамический материал

 

(! 1) 968611

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 30. 04. 81 (21) 3286285/29-33 (5q) М. Кл.з

С 04 В 35/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23} Приоритет

Опубликовано 23,1082. Бюллетень ¹ 39 (53) УДК,666.655 (088. 8) Дата опубликования Описдния 23 10 82

E.Ã.Ôåñåíêî, Л.Д.Гринева, О.Н.Разумовская, Л.А.Резниченко, Л.С.Марчук и A.Н.Клевцов

Ростовский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный университет (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЯ КЕРАМИЧЕСКИЯ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания высочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьеэоэлектричества, в частности для ультразвуковых линий задержки.

Известен пьезоэлектрический керамический материал на основе ниобатов щелочных металлов следующего состава, мол. Ъ: NaNbo>

76,00-86,5; LiйЬОЗ 1,00-9,00;

Cdo S и ЬОз 12, 50-15, 00 (1).

Его йедостатком для ряда практических применений является высокое значение диэлектрической проницаемости.

Наиболее близкнм к изобретению является пьезоэлектрический керамиЧЕСКИЙ МатЕрИаЛ, ВКЛЮЧаЮщнй йЬ20е, йа20, L о Оз, Srp,ñîñòàâ которого выражается следующим образом, мол. Ъ:

NaNbO> 85,53-87,24

L i Nboз 12, 22-12, 4б

Sr0 0,3 -2,25

Известный материал имеет достаточно низкие значения диэлектричеС-„ кой проницаемости (в1 K о =110-130), сравнительно высокие значения коэффициента электромеханической связи (Кр = 0,136-0,225), скорость звука (V = (5, 58-5,86). 10 и/c) .(2 j.

Недостатками материала являются его высокая температура спекания (Т.сп. = 1190оС), вызывающая улетучивание щелочных металлов и связанную с этим плохую воспроизводимость характеристик, а также узкий интервал спекания.

Целью изобретения является понижение температуры спекания материа15 ла.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, .включающий Na20,Ll20 йЬ20с, Sro, дополнительно содержйт

Мп02 при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ: йЬ20е 81,40-81,53 и а 20 16, 52-16, 54

L i 20 . 1, 14-1, 16

SrO 0,72-0,74

МпОз 0,05-0, 2

Синтез осуществляется ло обычной

30 керамической технологии двукратным

9б8011

3 обжигом: температура 800 С, продолжительность t„ 5 ч t 5 ч.

Спекание проводят методом горячего прессования по следующему режиму: 830-950 С, 200 г/см, время выдержки 40 мин. 5

Поляризация образцов производится в силиконовом масле при 140 С в течение 45 мии в поле напряженностью

38-47 кВ/см с последующим охлаждением под полем до 9ооС. 10

В таблице приведены электрофизические и технологические параметры составов материала (N а 0- L 1< 0- N Ь 0

SrO-Mn0 ).

Как видно из таблицы, введение марганца вызывает резкое снижение температуры спекания до 830-950 С.

Составы предлагаемого материала имеют достаточно низкие значения диэлектрической проницаемости (6 3 /6 =150- о т о

164), весьма высокие значения коэффи. циента электромеханической связи(Кр=

=0,192-0 209),пьезомодуля (dз =(1112). 10 ",К/н). Диэлектрическйе поте-, ри (tg о -2,27-2,92% ) не выше, чем в известном материале (tg d 1,97-2,98Ъ .25

Предлагаемый материал имеет более высокую скорость звука Ч - (5 85Ь

5,91)- 10 м/с. И это создает дополни тельные преимущества его использова-, ния в высокочастотных устройствах по сравнению с известным материалом.

Наиболее. эффективным является состав 2, имеющий Т. сп. 830 С. Сочетание в предлагаемом материале достаточно высоких значений Кр, Ь з„, Чя, довольно низких значений Взз /6О с очень низкими температурамй спекания является весьма благоприятным, так как позволяет при заданном уровне характеристик материалов. достигать 6олее высокбй их воспроизводимости.

Положительный эффект предлагаемого материала обусловлен его качест- венным и количественным составом, что подтверждает также пример 4, демонстрирующий ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентраций компонентов. Нарушение этих пределов приводит, как видно из таблицы, к повышению T. сп.,йдд; уменьшению Кр, Чя.

968011

I

1 (l

I !

1

1

I

l !

1 !

I

CD

РЪ

CO е

00 с

CA ( (Ч с

<Ч (Ч

01 с (Ч

I

I

1

l

I

I (1

1

I

I

1 !

I

1

1 I

О1

CD

CV с

CD йф!

Ch

%-) с

Ю (Ч

О1

% с

CD о в

\ с о

Ю с

Ю о

СЧ с

Ю (Ч (с с о

° ф (с с

Ю (Ч (с с о

Р!1

In с

%-(00

CD

ОЪ с

\ 1

Ю Ф с г4

С0

1 !

I

I

cl

In с

С0

) Ч! м с О

tE (Ч

Ю с

Ю

) 1 (Ц ! C0 н о о

v ! 0 ( с

I ° I

I (I о ! ° 1

1 Е» 1

ГГ "! и

1 Е

1 tK

I (1

Г, Ч

1 Э I

l Ц о

1 (1

3 1 ° I а ек .Н 1 -O

e (a

Е (с ф

Ф I а

I0 а д

I cD

1 и 1

Э I t-N

0(1 кi Ц I

Х I чэХ I и 1

Э 1

Ф

М I I

Э 1 1 и I 1

6 1 I о а м I н 1

Х 1

Ф !- —

1 о

1, ь-,о l

I <аз I

1 I

I I

1 I 1

I 1 cv I о

I I С

I I X:

1 I

I (1

1 I I

1 I

I о

1 I < I

1 cIC! I М I

1 а — —

1 Э 1 I

l (0 I I

l I I с

1 (0 1 CD 1 о ч н .а

x z

1 Э I 1 ! Й ! о

1 ; l 1 о I Х 1! е4 I

1 —

Э. з ж I

Е

Щ 1

)C 1 I а 1 I

Э о 1

I с) I о е

И I z ! 1

I

I а

I о

I c-l

I

1

1 (Ч

I (1 с

I и

I

1 . I o ! cn

1 с

I с)

1

I I

CD

1

1

1

1

I (I o

1 C-

1 с о !

I

1

I 01 в

1

1

I

I г1

1 CD с (о

I

1

1 (Ч

1 (1 с

I Ю

I

I

I !

1 с0

I In с

1: c-)

Со

I

I ! )"

1 ч-Ф. с

I т<

1

1 сп

1 In

) с

1 о

1 )

1

1

1

I э

1

1

) I

I

I

1.I

) I

I

I

1

I

I (I

1

1

1.I

I! Э а! о

I &

1 (ц

1! Э

1 Я

I X

1 й

I Ф

I (0 о а

1 Х о

) Х

I М

1 &

1 I0

I CcI

I 6

1 Э

1 . Ц

I Э

1 а

I (»

I C0

1 в

1 н

I g

I Ц о

I Я

1 0l

1 й

1 Э н и о и

1

968011

Формула изобретения

Составитель Н.Фельдман

Редактор О.Половка ТехредЖ.КастелевичКорректор " Король

Заказ 8018/37 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Пьезоэлектрический керамический материал, включающий МЬ О, На 0, Ll О, Sr0, отличающийся тем, что, с целью понижения температуры спекания, он дополнительно со держит Мп02 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

МЬ О 81,40-Я1,53 йаъО 16,52-16,54

Е!тО 1,14 -1;16

Sr0 . 0,72 -0,74

МпО 0,05 -0,20

Ъ

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 619470, кл. С 04 В 35/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 694478, кл. С 04 В .35/00, 1979.