Е. Г. Фесенко, А. Я. Данцигер, О. Н. Разумовская, Л. Д. Гринева, А. Д. Феронов, С. И. Дудкина, В. С. ФилипьСтт, E. С. Цихоцкий, А. Н. Клевцов и Л. П. М!эскалева !

Ростовский ордена Трудового Красного Знамени 4 осуда!Йтве университет (72) Авторы мзобретенмя (7! ) Заявитель у .1

1 (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

ХАТЕ РИАЛ

Изобретение относится к пьезоэлектрическим керамическим материалам и может быть использовано для создания электромеханических преобразователей различного назначения, в частности для гидроакустических устройств, работающих в режиме приема.

Для гидроакустических приемников необходимы материалы, сочетающие высокие пьезопараметры с высокой удель10 ной чувствительностью при приеме, высокой температурной стабильностью резонансной частоты, низкой скоростью зв:ка.

Известны пьезоэлектрические керами!

$ ческие материалы на основе многокомпонентных систем сегнетоэлектрических

-.íåðäûõ растворов (lg .

Однако зтти материалы обладают либо недостаточно высокими значениями коэффициента электромеханической связи К>, пьезомодуля d><, удельной чувствительности при приемес1, .,! » либо недо3 1т Ео статочно низкой скоростью звука V либо недостаточно высокой температурной стабильностью резонансной частоты Ф 2.

Наиболее близким к предлагаемому является материал !21, содержащий

3 PbZrO> ° PbW >Mg 0 PbS be i„!!!0+ °

Лучшие составй. этой системы, принадлежащие морфотропной области, имеют достаточно высокие. значения пьезопараметров: Кр 0,608-0,67, d>< (!83-273) !О к/н.

Однако удельная чувствительность материала недостаточно высокая дз, 1: î (3,7-4,5) 10 к/н. Кроме того, он имеет высокую скорость звука Н1 = (2,95-3,27) ° 10 м/с. Относительное отклонение .частоты Sf&/fg в HHTephare рабочих температур (-60) вЂ” (+85) С от частоты, измеренной при 20 С велико и составляет для этих составов (5, 7-! 7) 7.

Таким образом, температурная стабильность резонансной частоты низкая.

3 8

Цель изобретения вЂ” улучшение температурной стабильности резонансной частоты, повышение удельной чувстви.тельности в режиме приема и уменьшение скорости звука.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, содержащий PbT10, PbZrO>, PbMqM O» РЬЬЬ 1.! 0 ; дополнительно содержит SrTiO> при следующем соотношении компонентов, мол.Х:

РЬЕгО 39,69-40,41.

PbWgH O» 10,28-10,41

PbS+Li gg 5,53- 5,68

5гТ Ж 1,0- 4,0

PbTt0 Остальное

Синтез составов предлагаемого пьезоэлектрического материала осу12784 4 ществляют по обычной керамической технологии в защитной. атмосфере Pbo. Температура синтеза 700-750 С, продолжительность 4-10 ч. Спекания проводят методом горячего прессования по следующему режиму: температура 1070-1190 С, о давление 200 KI /см, время выдержки

40 мин. Поляризацию образцов производят в силиконовом масле при 140 С в о

>g течение 45 мин в псе напряженностью

40-45 кВ/см с последующим охлаждением под полем до 90 С. о

Значения диэлектрической проницаемости Я.>f6, а также значения Кр, т т

<1з дь э Чр,ыб/Хт, приведены для предлагаемой системы в таблице.

812784

О СЕ л л

С«3 сЧ мЪ 00

СЧ

° Ф ° «ф л

С Ъ а«а ь

-З О л л

С Ъ «Ф

С Ъ

О л л. С Ъ С Ъ

0 О л а

СЧ С Ъ

О . СЧ

Оъ сп

° ° СЧ со о

СЪ С

С«3

С Ъ О о

° л

О О

СЪ О

О О

СЧ

О О мЪ л а

СЧ С Ъ

О:О сь л с«Ъ О

Cvj л 00

С.) C«3 л л л

О О О

° 00

СЧ л л

О О л

C) ССЪ а

О О л

О О

Ф 3 Л О 0 л л

С3 О

0\ о л л.

В О

С"Ъ «ф

<и

ССЪ

М + л«

СЮ 1

Ф о н I 3 СЧ . Ф1 О л л л

«3 -. ГЪ мъ л о«щ

С3ъ 0\ 03 00 л л л л

СЧ СЧ СЧ С«3

О О r 00 о о л ССЪ С )

МЪ СЧ со о о л л л л

О О О О

О О О О О О л л л л л л

СЧ СЧ

00 00 Cn 00 С ) 00

an СЪ а О Л О л ° \ л л л ссЪ ссЪ ссЪ . an мЪ а

О О л л л л л сч сч. Оъ сп 00 3 с"Ъ . 0

7 81

Как видно иэ таблицы, предлагаемый материал отличается повышенной температурной стабильностью резонансной частоты в интервале от -60 до +85 С, Ф

5f9/f > = (2-4,4) 7.; пониженной скоростью звука 4< (2,86-2,99) -10 м/с; повышенной удельной чувствительностью т ,Нь,)1 ьв (4,2-5, О) ° О * к/и. ПаиЕо лучшую стабильность показывает состав 1, имеющий 5f8(f2= 2,0Х. Самую высокую удельную чувствительность к низкую скорость звука имеет состав 4 (V„- 2,86 10> м/c,à„J > 5,0 10 о к/н). Таким образом, по параметрам эЮ/ 2 Чр,с1 g» предлагаемый мат

1 о териал обладает преимуществом по сравнению с известным. Все составы предлагаемого материала имеют высокие значения коэффициентов электромеханической связи и пьезомодулей: К =

0,647-0,723, д 24 =(199-356) ° 10 к/н.

-12 Р

Наиболее эффективен в этом, отношении состав 4, имеющий К p = 0,723, d><

356.10 к/н. Значения Кр и d, состава 4 существенно превосходят значения КР и д лучших составов известной системы PbT i О> -РЬ2гОэ-РЬИ И9д1 03

PbSbgJ i gOg, имеющих Kp= 0,67, дз

273 10 ш к/н.

Сочетание в предлагаемом материале высоких значений КР и d>< с улучшенной температурной стабильностью резонансной частоты, пониженной скоростью звука, повышенной удельной чувствительностью является благоприятным для более эффективного его применения в гид2784 8, роакустических приемниках. При этом повышается качество и уменьшаются габариты приемников.

Положительный эффект предлагаемого материала обусловлен его качественным и количественным составом, что подтверждают также примеры 5 и 6, демонстрирующие ухудшение свойств за пределами предлагаемой области кон1р центраций компонентов, что приводит т

М уменьшению КР, с1 1:ээ увеличе 31/ У

О нию Ч

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий РЬТ103, PbZrO, 20 2 РЛ Зв Щ 4 ь

PbW Ng>0>, PbSb. 1.1,140>, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения температурной стабильности резонансной частоты, повеления удельной чувствительности в режиме приема

2$ и уменьшения скорости звука, он дополнительно содержит SrTi0> при следующем соотношении компонентов, мол.X:

РЬ2гОз 39,69-40,41

PbW(Pgq 0g 10,28 10,41

PbSb @Оз 5Р53 5 68

Sr T i á 1,0- 4,0

РЬТ10 Остальное

Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

112 471335, кл. С 04 В 35/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

N9 485996, кл. С 04 В 35/00, 1973.

Составитель Н. Фельдман

Редактор Т. Веселова Кек ед П.Пекарь Корректор Н. Коста

Заказ 2188 Тираж 660, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

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

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

Пьезоэлектрический керамическийматериал // 810645

Способ получения сегнетоэлектрических материалов // 791701

Пьезоэлектрический керамический материал // 791700

Пьезоэлектрический керамический материал // 789460

Диэлектрический керамический материал // 789459

Способ синтеза сегнетоэлектрических материалов // 785271

Способ изготовления пьезоэлектрической свинецсодержащей керамики // 785270

Шихта для изготовления пьезоэлектрической керамики // 785268

Способ спекания пьезоэлектрической керамики на основе цирконататитаната свинца // 724476

Способ изготовления керамических изделий // 679126

Пьезоэлектрический керамический материал // 654582

Шихта для изготовления конденсаторной керамики // 620461

Шихта для изготовления керамического материала // 619469

Керамический материал для электронагревателей // 608790

Пьезоэлектрический керамический материал // 601260

Керамический материал для электронагревателей // 597658

Пьезокерамический материал // 575718

Способ получения оксидных порошков // 564289

Шихта для изготовления сегнетоэлектрического материала // 555074

Способ получения оксидных высокоогнеупорных материалов // 2111934

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления огнеупорного сырья - заполнителей, порошков, масс, цементов