Пьезоэлектрический керамический материал

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАИИЧЕбКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий НЪлО , LiijiO, 6)0, о т ли ч а ю 1Ди йс я тем, что, с целью улучшения временной стабильности, он дополн гельно содержит uOj при следующем соотношении компонентов, Mac.%t , 81,19-81,58 На-О 16,47-16,55 1,13-1,14 Вгб 0,71-0,72 0,01-0,5 ио.

SV„„ 220 А

СОЮЗ. СОВЕТСНИХ л

РЕСПУБЛИК

Мбп С 04 В 35 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11ь „,,„,,, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3502460/29-33 (22) 21.10.82 (46) 15.02.84. Бюл. В 6 (72) E.Ã.Ôåñeíêî, O.Í.Ðàýóìîâñêàÿ, Л.A.Резниченко, Л.С.Иарчук, Л.П.иоскалева и A.Н.Клевцев (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет (53) 666.655(088.8) (56) 1.. Asrîðñêîå свидетельство, СССР

В 619468, кл. С 04 В 35/00, 1976.

2. Патент Японии М 45-22270, кл. 62 С 23, опублик. 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9 619478, кл. С 04 В 35/00, 1976 (прототип). (54)(57.) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ MATEPHAJI, содерж аЮЙ ИЪ 0

Иа О, LiyO, БэО, о т л и ч а ю /и йс я тем, что, с целью улучшения временной стабильности, он дополнительно содериит UO> при следуюцем соотнснаении компонентов, мас.%

NbyO j 81 19 81,58

Иа 20 16, 47-16,55

Li 0 .1,13-1,.14

8r

0,71-0,72

3 0,010,5

1073220

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, осно-. ванных на явлении пьезоэлектричест- 5 ва, в частности для ультразвуковых линий задержки.

Известны сегнетоэлектрические пьезометариалы:на основе твердых растворов метаниобатов щелочных металлов (1 1 и 2 .

Одни нз этих материалов .имеют недостаточно низкие значения диэлектрической проницаемости, недостаточно высокие значения коэффициента электромеханической связи, скорости звука.: Другие материалы, обладая не обходимым сочетанием электрофизических параметров, имеют очень низкую временную стабильность.

Наиболее близким к предлагаемому является материал 31, включаквций

NaNbO> — LiNb0> -Sr0 и содержащий эти компоненты в следующих количестBBxр моле%в

NaNbO> 85,53-87,24

LiNbO> 12,23-12,46

SrO 0,3 -2,25

Эта система имеет достаточно низкие значения диэлектрической проницаемости (F>> /Е = 110-130), срав» нительно высокие значения коэффициента электромеханической связи (К = 0,136-0,225), скоростй звука (Ч < = (5,88-8,86 ) 10 3 м/с J.

Недостатком укаэанного материала является низкая временная стабиль« ность основных зле ктрофизических параметров g>g Kp < 1(р, vg, частотной постоянной N < и др.), обусловленная эффектом старения, что резко снижает надежность устройств с использованием сегнетопьезоэлементов (значения скорости старения. à Np a т .а, а я в процентах за логарифмическую декаду в интервале времени 10-10. мин после поляризации получены в результате дополнительного испытания системы NaNbo -Б1ньо3—

SrO) .

Цель изобретения - улучшение временной стабильности.

Укаэанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал содержащий ИЪ рО >, Na<0 >, Li>0, SrO, дополнительйо содержит UO при следующем соотноше-. нии компонентов, мас.Ъг

ЯЬтО 81,19-81,58 Na@0 16,47-16,55

Li О 1 13-1,14.

ВгО. 0,71»0,72

U0з 0.01-0.5

В табЛице приведены примеры конкретного выполнения составов предлагаемого материала и их электрофизические параметры. Сийтез осуществ« ляется по обычной керамической техноЛогии двухкратнЫм обжигом: температура Т 850 С, Т = 850 С, продолжительность tq = 5 ч, t g = 5 ч °

1073220

I I 1 1

I 1 . 1 М(атее( (КetaOI

1 I 6К I

mo t

t ао(1 I Е 1

I . I 3%Е 1 I хх!

1 1 Х I 1

1 1 "! ф(I 1 Ф ° 1 I

1 Х I <б 1 %.4

I (OЕ I 1

1 ХМ! 1

1 I L . 3

Е I I

I 1 аdO I %%!

I I П3 1„ %с(! б (4 (! ох(е!

1 1 %0 5 Ь4

I I t% I I о

t Оо!! 1 а%-4 б ф (I t Î1 t

XD I a0 I б 21 Ол l 1 а i 1

1 I! Ш I <%" 1

-Е

33(И а -

I a0 1 3% ! — %

1 1 1 I.! Ю

1 %-(0 1

1 1

I Е I

М I

1 ) 1 -4

I . .1 1

l 4 3! а I

I I Ы 1

1 3 1

I I l

1 1-4

I I . I

I I 1 I о

I ((. %t I! I.Ьэ(I

I 1 1 I

1 1 1 (Ч

Ю

»

Щ о

Ю с

%л

C) с

Сб с

СЧ

Ю с

% б с

%" 1 с о (Ч с

СЧ с

%-% с о

%% с

%-% с

% % с

\О с

Ю аА

Ю

О с

D аА о о

О . О с с о о

% %

Ю

Ю с

Ю о

Г% ь с

О г (% с

%F (") аА с

%3%

%Ф л с

%3%, ° У аА

cF

<Ч

Оа с

00

60 с аА (»

0%

%л с о в

Ю (%I с

Ю ч с Ю

Оа

D (%(Ю (»

Ю

4Ч . с

Ю аА с

Ю е

Ю о

%-% о с

D (Ч с ь

%4 с ь, D 1

Ю 1

%-% ф» с

СЧ

1 » с

Ю (Ч

1 » с

ФЧ ф с

ФЧ с

D с

Ю (Ч

Ю с

С0

%%Ъ

% %

% Ч аА с 4

00 б(Ъ

° %

%" 1

30 аА аА

I

I

I

1 .I

1

1

I

I

1

1

I с

%% е

%3 с а0

%-% аО

С ( аА с аО

%.4 л аА с

LO

% 4

I (I

%

1

1

1

1

I

I

1

I !

I !

1

I

1

1 . 3

1

1

1 1 а

1 . I

1 t

m I! о б

3 «i I

I I! о I

1 (% t

dP l М 1 (o — — - х !! о 1 с (Ч I

Х I Î б б В I

1 I

О 1- — — — — Д

О(1

U1о l

I <Ч I. (.л 1

I ь-1 3

I 1

1 — — —.

I I

1 1

1 о . 1! 3Ч

I (б 1 (Ф I

1, 3 (1

%%

Ю с

Ю аА с

Ю с

%1

%

Ю

Ю

Ю

iA

» Ч%

%%Ъ

01 с

Щ аО

CO

%-% с

1

I

I

I

I

l

1

1

3

I

I

I

I

1

1 !

I

1

1

1

1

1

I

I

1

1

I

6

1073220

Составитель Н.Фельдман

Техред С.Мигунова Корректор Ю.Макаренко

Редактор Т.веселова

Заказ 263/20 Тираж 6Ъб Подписное

BHHHGH 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

Спекание проводится методом горячего прессования по следуиицему ре» жимуг температура 900-1150 С, давление 200 г/cM, время выдержки

40 мин.

Поляризация образцов производится в силиконовом Масле при 140 С в течение. 45 мин в поле напряженностью 65-70 кв/см с последующим охлаждением под полем 90©C. . Из таблицы видно, что материал отличается очень хорошими значениями временной стабильности скорости старения основных параметров предла-. гаемых: составов значительно меньше, чем у известной систеьы. Составы данного материала имеют достаточно низкие значения диэлектрической проницаемости. Язв /.Я- = 150, весьма высокие значения коэффициента электромеханической связи (К p = О, 1970,209), материал имеет более высокую вкорость звука 7В = (5,88—

5,92) 10 м/с и спекается при по- ниженных температурах 900-1150 С.

Самые низкие значения а я= 0,0010,003, а„= 0,1, - a 0,062-0,005% дек. зафйксированы в составах 3 и 4.

Сочетание в предлагаемом мате-, риале пониженных значений аМ, аЕТ, а,„, а я с достаточно высокйми ъ е„ сравнительно низкими Е /Е, р, Т- являет я благоприятным

10 для более эффективного его применения в ВЧ-технике, где необходимо обеспечить высокую надежность уст йройств °

Положительный эффект данного ма1S териала обусловлен его качественным и количественным составом, что подтверждает также пример б, демонстрирущций ухудшение свойств за пределами предлагаемой области концентр раций компонентов. Нарушение предла-. гаемых пределов приводит, как видно иэ таблицы, к уменьшению К, повылезь/Ео амй )з 1 Ю т