Пъезоэлектрический керамический материал

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическими

Республик

«ii998427

« .с. м i: 1ф.

jj) 1Р

/б .—. (61) Дополнительное к авт.. свид-ву— (51) М. Ка.з

С .04 В 35/00 (22) Заявлено 060781 (21) 3313133/29-33 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 23р283. Бюллетень №7

РЙУДК 621 ° 315. .612(088.8) Дата опубликования описания 230283

Г.Д. Янсон, Л.В. Корзунова, И.С. Виноградова,. Ы В -Абекнчи я вЂ, и Э.Ж. Фрейденфельд

1 .. :)

»"" . °: ; .", -.: ° т

Рижский ордена Трудового Красного Знамени и литегцический -. институт г-К (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

MATEPHAJI

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

Известна керамика на основе ниобата свинца с небольшими добавками оксидов циркония, титана, хрома и вольфрама. (1 1.

Однако ее получение связано с бОль- 10 шими технологическими трудностями вследствие появления в процессе синтеза несегнетоэлектрической фазы.

Температура спекания указанной керамики 1275-1300оС, точка Кюри около

540 С, пьезомодуль 4 3 (1- 10,1)- 10 ИК/Н

Известна пьезокерамика на основе ниобата свинца-бария, содержащая, мас.в: РЬО 28,5 - 43,7; ВаО 1,6-3,4, Nb О 54,8 — 68,0, которая имеет температуру спекания 1275-1400 С, точку Кюри 375-530оС, диэлектрическую проницаемость 163-350, пьезомодуль 4 . 129-10 " К/Н Е2 1.

Однако возрастание;ее пьезоэффекта .связано с существенным снижением 25 точки Кюри.

Наиболее близкой к предлагаемой является пьеэокерамика (3) со струк турой типа калиевовольфра.ювой бронзы, которая содержит, мас,Ъ: 30

1 z0 0,1-1,4

Ма20 1, 4- 4, 5

1 Ь О 24,1-39,2

ВаО 0,1-11,5

Nbz 0g 57,7-62,1 и имеет температуру спекания 11401230 С, температуру точки Кюри 630650 С, пьезомодуль d «= (9-22) 10 К/Н, пьеэомодуль 4 >> (150-160) .1О К/Н, коэффициент электромеханической связи К р 12-193.

Недостаток ее сравнительно невысокие значения пьеэомодулей и коэффициента электромеханической связи, т.е. низкая пьезоактивность материалов.

Цель изобретения — повышение пьезоактивности пьезокерамики на основе ниобата свинца-бария.

Поставленная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материалу содержащий МЬ205

Pb О, ВаО, Ма О, дополнительно содержит 1.а.тОк-при следующем соотношении, компонентов, мас.Ъ:

РЬО 22,75-28,16

ВаО 8, 29-12, 78

Ма О 2,82-2,87 а 10 О, 02=1, 20

Nb оОд Остальное

998427

Окончательный обжиг производят при 1190-1230 C в течение часа.

Электроды наносят напылением алюминия в вакууме. Образцы поляризуют в силиконовом масле при 150 С 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 измеряют на частоте 10 Гц.

Пример 1. Пьезоэлектриче- ский керамический материал состава, мас.Ъ:

2,82

2 28,16

60,43;

0 30 а20 з

I полу енйый по указанной технологии, имеет следующие свойства:

Температура спекания,оС 1190

Плотность р 110 0 3 3кг/м 5,71

Диэлектрическая проницаемость 890

Диэлектрические потери

Точка Кюри,ОС

Пьезомодуль

-10 "2 К/Н 45

Пьезомодуль

d „-10- 2,К/Н

Коэффициент электромеханической связи Кр, Ъ

22.

Мехайическая доброт.—

НОСТ, а„ 150

Пример 2. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.Ъ|

Na@0 2,85;

Pb 0 25,60, Ва0 9,47;

ЙЬ20 60, 88;

Ьа20 1,20, полученный по указанной технологии, имеет следующие свойства:

Температура спекания, C 1195

Плотность ) 10 3,кг/м 3 5,85

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрические потери 0,01

Точка КюРи, С 630

Пьезомодуль

10-», к/н 46 !

0,02

640

185

1090

Оксиды натрия и бария вводят в шихту. в виде безводных карбонатов.

Шихту измельчают и гомогенизируют в мельнице с агатовой футеровкой и такими же шарами в среде абсолютного этилового спирта.

После высушивания при 200-250 С проводят синтез материалов при мак симальной температуре 1000 С в течение 4 ч, после чего материал измельчают до прохождения через,сито 10000 отв/см и прессуют заготовки размером 14х10х2 мм под давлением

700 кг/cM ..

22,5

844

0,01

630

170

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

Na a0 2,87

Pb0 22, 75, ВаО 12,78, МЬ20 61,58, La20> 0,02, d0 полученный по указанной технологии, имеет следующие свойства:

Температура спекания,oÑ 1195

Плотность р 10 з,кг/м 5.65

Диэлектрическая проЯ ницаемость 770

Пьезомодуль

d 33 10,K/H 190

Коэффициент электромеханической связи Кр 4

Механическая доброт160

Пример 3. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.Ъ: йа О 2, 86, Pb0 24,00, ВаО 11,00, 2 6

61,24<

La20q 0,90, полученйый по указанной технологии, имеет следующие свойства:

15 Температура спекания,оС 1230

Плотность р 10 З,кг/м 5,69

Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрические потери

2Р Точка Кюри ОС

Пьезомодуль

d 31

Пьезомодуль 33=1,0 .. К/н

25 Коэффициент электромеханической связи КР,Ъ

Механическая добротность Q 280

Пример . 4. Пьезоэлектрический керамический материал состава, мас.Ъ: 4а2 0 2,83;

Pb О 24, 52;

ВаО 11, 24, 35

ЙЬ2 05 60,80, а 20Э 0,61, полученный по укаэанной технологии, имеет следующие свойства:

Температура спекания,оС 1215

Плотность 10-,кг/м 5,70

40 Диэлектрическая проницаемость 840 .Диэлектрические потери 0,02

Точка Кюри,ОC 640

Пь е зомодуль

45,„ 1 0-" > К/н

36

Пьезомодуль

, . 10-", К/"

Коэффициент электромеханической связи К> Ъ

Механическая.добротность. Q м 200

998427

О, 0 2

625

Диэлектрические потери

Точка Кюри, С

Пьезомодуль

31

Пьезомодуль

4 ., 10- и К/H

Козффициент электромеханической связи КР,В

Механическая- добротность О,„

180

330

Составитель Н. Фельдман

Редактор Н, Егорова Техред Е.Каритончик Корректор A. Дзятко

Заказ 1062/41 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ 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

Полученные по. указанной технологии материалы на основе свинца-бария со структурой типа калиевовольфра мовой бронзы имеют более высокую .пьезоактивность (d < (35-46) 10 " K/Н,, d (170-190) ° 10- К/Н, КР = 20-23%3. .Исйользование их в качестве пьезопреобразователей позволит повысить точность и надежность различной аппаратуры для радиотехнической промышленности.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, содержащий МЬ О,Pb0, Ва0 и йа О, отличающийся тем, что, с целью повьиаения пьезоактивности, он дополнительно содержит La>0> при следующем соотношении компонентов, мас.В:

РЬО - 22,75-28,16

ВаО 8, 29-1 2, 78

Na>0 2,82-2,87

La 20 0,02-1, 2

МЬ О остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2731419, кл. 252-62.9, 1957.

2 ° Патент CIA 9 2805165, кл. 252-62.9, 1958.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2840260/29-33, 20 кл. С 04 В 35/00, 1979.