Пъезоэлектрический керамический материал

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«11 697463 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

{22) Заявлено 25,1077 (21) 253859б/29-33 е с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51}рА. Кл.2

С 04 B 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53} УДК ббб.б55 (088. 8) (->пуоликовано 151179. Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15,1179 (72) Авторы изобретения

Е. Г.Фесенко, О. Н. Разумовская, А. Я. Данцигер, Л.А.Резниченко и Л.Д.Гринева (71) ЗаяВИтЕЛЬ Ростовский ордена Трудового Красного Знамени государственный. университет (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ KEPАМИЧЕСКИP МАТЕРИАЛ

ИаБЬО 87, 37-87, 47

LiNbO 12, 48-12, 49

NfO 0,04-0,15

В качестве примера были синтезированы и исследованы образцы составов, электрофизические и керамические характеристики которых приведены в таблице.

Синтез составов осуществляют по обычной керамической технологии двукратным обжигом. Температура синтеза Т = 800 С, T2 — — 850тС, проИзобретение относится к области пьезоэлектрических, керамических материалов и может быть использовано для соадания высокочастотных злектромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества, в частности в ультразвуковых линиях задержки, моночастотных резонаторах, работающих на толщинных колебаниях, акселерометрах, а также для создания элементов, применяемых в тех областях техники, где требуется высокое соотношение прочности и веса.

Известны пьезоэлектрические керамические материалы на основе твердых растворов цирконата-титана свинца(1).

Однако эти материалы не обладают сочетанием высоких значений скорости звука Чя, отношения коэффициентов электромеханической связи K /К„ и отношения G/ )т (где P — плотйость материала, а & — механическая трочность) .

Наиболее близким техническим решением к изобретению являются материалы на основе ниобатов натрия-лития (2) и (3) .

Общим недостатком этих материалов является пониженное значение механической прочности (и отношение О /Р при g) всех"материалов 4,5 г/cM ).

Кроме этого, значения К+ тех составов, у которых К /Кр удовлетворяют требуемым условиям (К /Кр )-2), недостаточно высокие (О, 18-0,24) .

Цель изобретения — повышение механической прочности и отношения толщинного коэффициента электромеханической связи к плоскостному при сохранении высоких значений К .

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий NaNbO и 1 NbO дополнительно содержит HfO при следующем соотношении компонейтов, мол.Ъ:

69746 3

Электрофизические параметры материала х NaNbg — у LiNbO — z HfO<

Параметры

МФ Состав, 1 X = 87,47

4 с 43 318 179 122 О, 156 300 5,64 820

0,32 2 у = 12,49

z =- 0,04 х = 87,43

2 у = 12,49

4,49 283 109 266 О, 177 335 5,58 850

0,34 2

z = 0,08

x = 87,37

3 у = 1?,48

4, 49 337 б 8 134 О, 157 749 5, 80 850

0,32 2

0,15

Формула изобретения

87,37-87,47

12,48-12,49

0,04-0,15

1 а ))О

1,1ЫЬО н о должительность t = "12= 5 ч. Исход( ными компонентами являются оксиды и карбонаты (Nb>O>, Иа СО, Li>CO>, HfOR) .

Спекание производят методом горячего прессования по следующему режиму:

Из таблицы видно, что предлагае-. мый материал обладает повышенными значениями механической прочности. по сравнению с известным, при этом отношение К /K увеличивается вдвое.

Слеует отметить, что при больших концентрациях HfOZ диэлектрическая проницаемость после поляризации. з>/ ; т значительно выше диэлектрической проницаемости до поляризации Е/4 .

Следовательно„ в данном случае

/ / (< 100), что в свою очередь к(> l позволяет эффективно использовать предлагаемый материал в ультразвуковых линиях задержки на сдвиговых колебаниях.

ВЫсОкие скорости звука при низких плотностях и достаточно низких значениях диэлектрической проницаемости всех составов открывают возможность применять предлагаемый материал в высокочастотной технике; высокое от— ношение К /К позволяет использовать его в качестве моночастотных резонаторов, работающих на толщинных колебаниях и высокочастотных акселерометрах, в которых для определения

Давление 200 кг/см

Температура 1150 С

Время выдержки 40

Поляризация образцов проводится в силиконовом масле при 140 С в течение 45 мин в поле напряженностью . 2,5-3,5 кв/мм с последующим охлажде-нием под полем до 90 С, 4п .точного направления механического воздействия необходимо значительное превышение продольной чувст ви тельности над поперечной у высокая механическая прочность материала позволяет получить иэделия нужных размеров и формы; высокое отношение б/р предлагаемого материала позволяет применять его в специальной технике.

Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий NaNbO и Ь1ИЬО отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности, отношения толщинного коэффициента электромеханической связи к плоскостному К /Кр при сохранени высоких значений К, он дополнительно содержит H fOz при следующем соотношении компонентов, мол.Ъ:

697463

Составитель Н. Фельдман

Техред H.Ковалева Корректор М. Шароши

Редактор С. Лыжова

Заказ 6541/5 Тираж 702 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Института инженеоов по электротехнике и радиоэлектронике (русский перевод),т.53,9 10,1965,с.1558, 2. Патент Японии Р 22269, кл. 62 с 23, опублик. 1970.

3. Патент Великобритании 11140306, кл. С 04 В 35/00, опублик. 1967.