Пьезоэлектрический керамический материал
.@ЗффД»"
ОПИСАН :Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сееоз Советакик
Сециалистичесиик
Республик (6l) Дополнительное к авт. саид-ву(223 Заявлено 11.0477(2l) 2472496/29-33 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.
С 04 В 35/00
Государственный комитет
СССР ао делам изобретений и открытий (5З1 УДК 666.655 (088.8) Опубликовано15.03.79. 61оллетень ph 10 дата опубликования описания 150379 (72) Автори изобретения
О.С.Дидковская, В.А.Звоник, Н.И.Селикова и В.В.Климов (7Ц Заявитель (54 ) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ
Оксид висмута
Оксид вольфрама
Оксид четырехва0,98-1,00
0,32-0,68
Остальное.
Изобретение относится к области пьезотехники и может быть использовано при изготовлении керамических электромеханических преобразователей.
Известны пьезоэлектрические керамические материалы на основе цирконата-титаната свинца с добавками, которые имеют высокие значения диэлектрической проницаемости и коэффициенты электромеханической связи (lj. Однако эти материалы требуют спекания при относительно высоких температурах.
Наиболее близким техническим решением к данному является пьезоэлектрический материал на основе цирконата-титаната свинца с добавками оксидов висмута вольфрама и двухва- 20 лентного элемента (2) при следующем соотношении компонентов (в мол.Ъ): твердые растворы цирконата-титаната свинца — основа, трехокись висмута в количестве 0,25-5,0 мол.Ъ и окись одного из двухвалентных элементов (Sr, Са, Еп, Ва) в количестве 1,010 мол.Ъ.
Недостатком указанного материала являются сравнительно высокие диэлектрические потери (1фб — 0,019
0,03) .
Цель изобретения — снижение диэлектрических потерь.
Пбставленная цель достигается тем, что известный пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата-титаната свинца или цирконата-титаната свинца с замещением свинца стронцием и/или барием в количестве 0,5-15 ат.% и с добавками оксидов висмута и вольфрама дополнительно содержит оксид четырехвалентного элемента из группы: титан, цирконий, олово, германий, церий при следующем соотношении компонентов, мол.Ъ: лентного элемента 0,50-1,00
Цирконат-титанат свинца или цирконаттитанат свинца с замещением свинца стронцием и/или барием в количестве 0,5
15 ат %
65214
") Состав, мол.% эз 18о
Om д - О и/и
0,53 Ti 0,47) Од+ 1,00 Bigs+
О, 99 TiOà
0,53 Ti 0.,47)O,+ 1,00 В.,О,+
0,99 JeO
97,68.Pb (Zr
+ 0,33 ИОэ +
97,68 Pb (Zr
+ О,33 ИОз + 1300 0,014 0,59 87
1330 0,016 0,59 88
138
142
97,68 Pb (Zr О, 53 Ti О, 47) О + 0,99 В1 0з +
+ 0,33 WO + 1,00 ZrO
97,68 Pb (Ег 0,53 Ti 0,47) О .+ 1,00 Bi>O>t
+ 0,32 ХОд + 1,00 SnOq
97,68 Pb (Zr 0,53 Ti 0,47) Оз+ 1,00 Bi 0>+
+ О 33 WO + О 99 СеО
97,68 (РЬ 0,85 Ва 0,15) (Zr 0,53 Ti 0,47)ОЗ+
+ 1,00 Bi Оэ+ О, 32 WOЗ + 1, 00 SnO 1900 О, 017
97,83 Pb (Zr 0,53 Ti 0,47) + 1,00 Bi>O +
+ О,67 ХОэ + 0,50 Т10
1420 0,017
97,83 (Pb 0,95 Sr 0,05) (Zr 0,53 Ti 0,47)Оз+
+ 1,00 BlyO) + 0,67 WO3 + 0,50 ZrOp 1630 0,016
1340 0,017 0,62 82
154
1420 0,017 0,62 84
160
1220 0,014 0,56 .105
125
0,56 70
153
0,62 84
163
160
0,60 78
UHNHIIH Заказ У72/23 Тираж 701 Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул ° Проектная, 4
ПьеЪокерамический материал может содержать 53>1 мол.% цйрконата свинца в цирконате-титанате свинца.
В результате получается материал с высокими электрофизйческими параметрами (Е -1200-2000. Кр.-0,56
0,62) и пониженными диэлектрическими 5 потерями.(tg6 -0,014-0,017), благодаря чему увеличивается эффективность работы пьезоэлементов.
- Шихту готовят в шаровой или вибромельнице. Из полученной шихты изго- 10 тавливают брикеты, которые подвергают обжигу при 820-850 С в течение
2-3 ч. Затем брикеты тщательно измельчают в порошок с размером частиц менее 3 мкм, добавляют в качестве связки водный раствор поливинилового спирта и прессуют заготовки, например, в виде дисков. Спрессованные
Формула изобретения
1. Пьезоэлектрический керамический материал на основе цирконата- 45 титаната свинца или цирконата-титаната свинца с замещением свинца стронцием и/или барием в количестве
0,5-15 ат.% и с добавками оксидов висмута и вольфрама, о т л и ч а ю - 50 шийся тем, что, с целью снижения диэлектрических потерь он дополнительно содержит оксид четырехвалентного элемента из группы: титан, цирконий, олово, германий, церий при следующем соотношении компонентов, мол.Ъ:
Оксид висмута 0,98-1, ОО
Оксид вольфрама 0,32-0,68
Оксид четырехвалентного элемента 0,50-1,00
5 4 заготовки помещают на подложку из двуокиси циркония (или окиси алюминия), накрывают такой же подложкой помещают в печь и спекают при
1120-1150 C в течение 2-3 ч. Скорость подъема температуры не более о
200-250 C/час, охлаждение проводят вместе с печью.
После шлифовки на образцы наносят электроды путем вжигания серебряной пасты при 700-750 С в течение ,о
15-30 мин. Поляризация изделий осуществляется в полисилоксановой жидкости ПЭС-5 при 140-160 С в течение
1 ч в постоянном электрическом поле с напряженностью 3-4 кв/мм.
Свойства полученного материала, измеренные на дисках, диаметром
10 мм и толщиной 1 мм, приведены в таблице °
Цирконат-титанат свинца или цирконат-титанат свинца с замещением свинца стронцием и/или барием в количестве 0,5-15 ат.% Остальное .
2. Пьезокерамический материал по п.l, отличающийся тем, что цирконат-титанат свинца содержит
53+1 мол.Ъ цирконата свинца.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Каффе, Берлинкур, Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (русский перевод)1965, Р 10, с.1558., 2. Авторское свидетельство СССР
9310354, кл. Н 03 Н 7/18, 1970.
