Пьезоэлектрический керамический материал

Авторы патента:

ЯНСОН ГАЛИНА ДАВИДОВНА

КОРЗУНОВА ЛЮДМИЛА ВАСИЛЬЕВНА

ВИНОГРАДОВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА

АБОЛТИНЯ ИНТА ВАДИМОВНА

ФРЕЙДЕНФЕЛЬД ЭДГАР ЖАНОВИЧ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1882969 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 131179 (21) 2840260/29-33 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 2311.81. Бюллетень Н943

Дата опубликования описания 2 3113 1 (51)М. Кл.

С 04 В 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666.655 (088.8) Г.Д. Янсон, Л.В. Корзунова, И.С. Виноградова, И.В. Аболтиня.и Э.Ж. Фрейденф льд вЂ” вЂ” вЂ”... (72) Авторы изобретения!

1 (t

Рижский ордена Трудового Красно о - Знамени политехнический ичститут I (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в качестве преобразователей, действующих при высокой температуре. 5

Известна керамика на основе ниобата свинца с небольшими добавками оксидов циркония, титана, хрома и вольфрама. Температура спекания указанной керамики 1275-1300 С, точка ®

К ри около 5400СУ пъезомодуль аЗЪ (1-10,1) 10 " Кл/н (1).

Однако получение такой керамики связано с большими технологическими трудностями вследствие появления в процессе синтеза несегнетоэлектрической фазы.

Наиболее близкой к предлагаемой является пъезоэлектрическая керамика на основе ниобата свинца и бария (2) которая содержит, в мас.Ъ: 20

РЪО 28,5-43,7

ВаО 1,6-3,4

Nb2O5 54,8-68,0 и имеет температуру спекания 1275«

1400 С, точку Кюри 375-530оС, диэлектрическую проницаемость 163-350.

Пъезомодуль д = 129 ° 10-" Kn/í приведен только для состава Pb q> ВаС, (NbOy)g или в мас.%: PbO 43,6;

ВаО 1,6 и Nba 54,8.

Недостатками этих. материалов являются недостаточно высокие значения, пъезоэлектрического -модуля Йзэ при сравнительно низкой точке Кюри и высокой температуре.спекания.

Цель изобретения вЂ” повышение пъезомодуля 6.3 и точки Кюри и снижение .температуры спекания керамики.

Поставленная цель достигается тем, что известный пъеэоэлектрический керамический материал, содержащий

НЪ 06, РЪО и ВаО, дополнительно содержит Иа, О и Ьi О при следующем соотношенйи компонентов, мас.В:

РЬО 24,1-39,2

ВаО 0,1-11,5

Ы.О 0,1-1,4

Nb О6 Остальное

Оксйды лития, натрия и бария вводят в шихту в виде безводных карбонатов. Шихту измельчают и гомогенизируют в мельнице с агатовой футеровкой и такими же шарами в сре де абсолютного этилового спирта.

После высушивания при 200-250 С о проводят сийтез материалов при максимальной температуре 1000 С в течение 4 ч, после чего материал измельчают до прохождения через сито

882969

5,9

0,76

10000 отв/см и прессуют заготовки размером 14х10х2 мм под давлением

700 кг/см

Окончательный обжиг производят при 1120-1230 С в течение часа. о

Электроды наносят напылением алюминия в вакууме. Образцы поляризуют в силоконовом масле при 150 С о и напряженности поля 15-40 кВ/см в течение 8 ч с охлаждением под полем в течение 2 ч. Измерения производят через сутки. Диэлектрические свойства измерены на частоте 10 Гц.

Пример 1. Пъезоэлектрический керамический материал состава, мас.Ъ:

Pb0 39,1 15

ВаО 0,1

Nb209 58,0 (,i2O 0,1

Na О 2,7 получен по указанной технологии и 2п имеет следующие свойства:

Температура спекания, С 1200

Плотность р.10, кг/м 5,7

Водопоглощение, Ъ 1,5

Диэлектрическая прони- 25 цаемость 323

Диэлектрические потери О, 02

Точка Кюри,о С 650

Пъезомодуль d 10,Кл/н 16

Пъезомодуль dg3 10,Кл/н 150

-n.

Коэффициент электромеханической связи Кр,Ъ 18

Механическая добротность Я 104

Пример 2. Пъезоэлектрический керамический материал состава, мас.--.:

35, PbO 39,2

ВаО 0 1

Nb2O 58,3

Ь120 0,2

Na 0 2,2 40 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства:

Температура спекания, С

Плотность р.10 Ь,кг/м

Водопоглощение, Ъ

Диэлектрическая проницаемость 282

Диэлектрические потери 0,01

Точка Кюри, C 640

Пъезомодуль д3 10,Кл/н 22

Пъезомодуль d33 10,Кл/н 160

Коэффициент электромеханической связи К,Ъ 13

Механическая добротность Ящ 178

Пример 3. Пъезоэлектрический 55 керамический материал состава, мас.Ъ:

РЬО 24,7

ВаО 11,2

ИЬрО f 61,1 ,4igO 0i1 60 и о 2,9 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства:

Температура спекания, С 1230

Плотность р 10 +, кг/м 5,6 65

927

0,02

160

5 6

0,01

630

150

358

0,01

155

Водопоглощение, Ъ 1,2

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрические потери

Пъезомодуль d 10,Кл/н

1Я

Пъезомодуль d 10, Кл/н

Коэффициент электромеханической связи К,Ъ 19

Механическая добротность Я, 352

Пример 4. Пьезоэлектрический материал состава, мас.Ъ:

PbO 24,1

ВаО 1.1, 0 Ь206 59,9

Ь120 0,5

Ыа О 4,5 получен по указанной технологии и имеет следующие свойства:

Температура спекания, С

Плотность р 10 кг/м

Водопоглощение, Ъ

Диэлектрическая проницаемость 595

Диэлектрические потери

Точка Кюри, С а

Пъезомодуль д 3 10 9,0

Пъезомодуль

Коэффициент электромеханической связи K р, Ъ 14

Механическая добротность 8„„ 489

Пример 5. Пъезоэлектрический керамический материал состава, мас.Ъ:

PbO 38,2

ВаО 011 Ь О 57,7

41 20 0,1

Температура спекания,оС 1205

Плотность р. 10, кг/м 5, 8

Водопоглощение, Ъ 0,68

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрические потери

Пъезомодуль д „10-"", Кл/н 13,9

Пъезомодуль

d33 10 ", Кл/н

Коэффициент электромеханической связи К,Ъ 12

Электромеханическая добротность Ц 243

На фиг. 1 приведены температурные зависимости пъезомодуля dye для составов 1 и 2; на фиг. 2 вЂ” температурные зависимости диэлектрических свойств для составов 1 и 2.

Формула изобретения

Пъезоэлектрический керамический материал, содержаи(ий МЬ О, РЬО и

ВаО, -отличающийся тем, что, с целью повышения нъезомодуля

882969

d9>a точки Кюри и снижения температуры спекания, он дополнительно содержит Na

PbO 24,1-39,2

ВаО 0,1-11,5

Na O 1,4-4,5 ,l i О 0 1-1,4

Источники информации, пРинятые во внимание при.экспертизе

1. Патент США 9 2.731,,419, кл. 252-629, опублик. 1956.

2. Патент CtrtA 9 2805.165, кл. 252-629, опублик. 1957»

882969