Пьезоэлектрический керамический материал
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ на основе тройной системы Pb(La|,.,Nb,|2)0 - PbTiOlPbZrO , содержащий PbO, La.jO , , TiOj, ZrOj, MnOj, отличающийся тем, что, с целью повыпёния диэлектрическойпроницаемости, механической добротности, пьезодобротности и снижения диэлектрических потерь, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: РЬО66,476-67,318 ,450-4,852 ,000-3,958 ,280-1.0,362 ,046-18,161 МпО,0,388-0,523
(l9) . О!!
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(у) С 04 В 35/49
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СЕИД":ТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3671726/29-33 (22) 28.10.83 (46) 23.03.85. Бюл. II - 11 (72) Т.П.Кисель, 3.С.Бережная, Н.И.Ивашкова, О.С.Дидковская, В.В.Климов и С.М. Горшков(53) 666. 655(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
Ф 348128, кл. С 04 В 35/49, 1977.
2. Патент Японии N - 45-30152, кл. С 04, В 35/48, опублик. 1970. (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАИИКСКНА MATEPHAJI на основе тройной системы РЪ (1-а
TiO, ZrO, МпО, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьиайния диэлектрической проницаемости, механической добротности, пьезодобротности и снижения диэлектрических потерь, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:
Pb0 66,476-67,318
La 04 2, 450-4, 852
Nb Op 2,000-3,958
TiO 9,280-1.0,362
ZrO 15, 046-18, 161
Ипо 0,388-0,523 ! 1146
Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике, например, для изготовления различных пьезоэлектрических преобразователей (фильтров, трансформаторов).
Известен пьезоэлектрический материал на основе цирконататитаната свинца ЦТСС+-5 P) .
Однако данный материал обладает недостаточно, высокими значениями 1ð . диэлектрической проницаемости и механической добротности, повыпенными значениями диэлектрических потерь и температурного коэффициента частоты. И
Наиболее близким к изобретению техническим решением является пьезоэлектрическйй материал на основе трой,. ной системы Pb(La((Nb(()01-. PbTiOg—
PbZrO1 (2), где содержание компонентов 20 составляет, мас ° X:
Pb (1.а Nb tf> ) Оэ0,5-6
PbTiO1 44-50
PbZ rO 55,5-44 с добавкой М02 сверх стехиометрии 25 в количестве 0,05-1 мас,X. Известная система твердых растворов описана в пределах концентрации компонента
РЬ(atiiNbi/)09 0,5-6 мол.X. Как показали йсследования, твердые растворы с содержанием этого. компонента 10—
20 мол.X обладают более высокими значениями диэлектрической проницаемости, механической добротности, отливаются удовлетворительной стабильностью резонансной частоты. 35
Цель изобретения — повышение диэлектрической проницаемости, механической добротности, льезодобротности и снижение диэлектрических потерь.
Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал на основе тройкой системы
РЬ(Ба(1, ЯЪ, )0 - PbTi0 — PbZrO, содержащйй PbO, La Op, Nb20g, Ti02, 299 2
Ег02 Мпог содержит кочпо енты в следующем соотношении, мас.7.:
PbO 66,476-67,318
La 0 2,450-4,852
Nb zO< 2 000 2 958
Ti0 . 9,280-10,362
ZrO2 15,046-18,161
МпО 0,388-0,523
Материал получают следующим образом.
Шихту, состоящую из оксидов и карбонатов, подвергают помолу в шаровой или вибромельнице, брикетируют и обжигают при 920+10 С в муфельной печи в течение 2 ч. Скорость подъема температуры — 200-300 С/час. Брикеты измельчают в тонкий порошок с размером частиц 3-5 мкм, добавляют в качестве пластификатора ЗЖ-ный водный раствор поливинилового спирта в количества 3-5 мас.X и прессуют изделия заданной формы и величины. После сушки изделия помещают в печь и спекают при 1250-1270 С в течение 2 ч на подо ложках из двуокиси циркония или алунда. Охлаждение образцов естественное вместе с печью.
Полученные заготовки шлифуют до заданных размеров на шлифовальном станке. Серебряные электроды наносят на керамику вжиганием пасты, приготовленной из оксида серебра, буры, канифоли и скипидара, при 730 С в течение 10-15 мин. Поляризацию стандартных образцов осуществляют в электрическом поле напряженностью 35
40 кВ/см при 140 — 1О С в течение
1 ч в среде полиэтилсилоксановой жид" кости ПЭС-5. Состав и электрофизические свойства полученного материала, измеренные на образцах в виде дисков, приведены в табл. 1 и 2. Измерения проводят согласно ГОСТ ¹ 12370-80.
1146299
1 1
1 . I
N 1
l Ю
I М 1
I X
««
С«Ъ
С«Ъ С«Ъ С Ъ
О«СЧ ОЪ
С«Ъ Vi С \ л л л
Ю О О
СМ («
С Ъ л
О\ О«\
С«Ъ л л
О О
О 00
О
ОЪ СЧ л л мЪ О
«О ь л
«СЪ
О О
Ca««О б л л л
С« Ъ
00 л л
«О л
СО
0(I Ю
1 W
I M
I ! ! Ю
-H I
О л 00 л л 00
О
° - С(Ъ
О л
О 3 СЧ
О««О
СЪ л л
О О
О
СО
СЧ л
СС«
«/Ъ
00 л
О«
1
I !
1
О!Ъ л °
СЧ и(4
ОЪI Ф«
ОЪ О« л ° ь
СЧ
«»
1 Ю
О
О О
О Ю л л
C«! CV
О ь
О л
СЧ
О
С« л
CV ь нЪ б
С 4
О а «СЪ СЪ
3 л л л
СЧ 0«l « 3
СЧ сО «О О «О л л
С« Ъ
С4
Ъ
СО
«О 1 л л
«О
«О
«»
СО
ОЪ 00 л
К) «О
«О ЧР
С Ъ 00 (л
° СсЪ л л л л
«О «О
О
С Ъ
СЧ л л О
1 !
«aa . l ж
О, ф л С
К О (" .I
ОООО I
О0!й Z
1 !
1
«СЪ л
1О
ы
««
О (1 е лI ! Ж,О
I а 1 — ——
I Н.I
О О
1 f I Я
О
1 U 1 ! е"
1 1 «Л
1 1 1
Ch
СЪ 1
О
cv I
I
1
I !
О О
О О
1 О
С4
I I
I
I
1 (1
>f
Ц
«
316 и
1 1
М I О
О(0(0l I лЛ 1
В,, 1
I л С4 С Ъ «С««О Л
ll46299
И
Ж (Ъ Ж
Е» а Ы е чя
1» "9
3 и е о
Е-| Ы
Р I
1»
» е о о .
Е» и 0 е
Ь Е-| I
СЧ | л |:|
|О
f e
Е-| о а о ч»
e o
00» м
СО Ф (Ч (Ч (Ч CO
<»4»I о ь, а=
ccI. ь4,О
14 е о ж
Q о о сч о о м
Ф СО
Щ о м м
|-!
I
1.й о о а
6 о ф! о еео
g Е
1 м1 м eh! а! л л! о о!
1 л
Ж
Ц
Ф
° — О Ch а л л о о о о
|| \ л л о о о о о
eI о с|1 о о о о
|| е И Ф
ОЕ- е cJ о
|:|. е е е
Х ф ф ц хасэ а о
\ с
|о о е
О с|1 м
-Ф м
ozox в . е с.Л
1, о
Е»
И
oо I
1 и ! е А о v ! ж
Е С е о
К сч а а !» cv co
C) Ф м м м с»| сч а о со а а о:| сч th hl м cv сч о о о о о о
О О О О О О л 4I л л л л о о о о о о
Составитель Н. Соболева
Редактор И.Дербак Техред А.Кикемезей Корректор И.Эрдейи
Заказ 1309/19 Тираж 605 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
7 1l
Как видно из табл. 2, на основе тройной системы РЬ(1.а, Nb, ) 0 —
PbTiO — PbZrO в морфотропной об" ласти при содержании Pb(1.а1 Nb<)01
10-20 мол.Х возможно получение пьезокерамических материалов с более высокими значениями диэлектрической проницаемости 6>> /f, механической т
46299 8 добротности Q», пьезодобротности
Kp. Qg, чем при содержании Pb(l.à,l
Nb >)Oy в пределах 0,5-6 мол.X согласно известному материалу. Кроме того, )керамика с низким содержанием
РЬ(1.а ИЬ н )Оз плохо спекается даже при увеличении температуры спекания до 1310оС.
