Пьезокерамический материал

 

Изобретение относится к пьезокерамическим материалам, созданным для изготовления преобразователей, датчиков, электромеханических фильтров , работающих в СВЧ-диапазоне. Для повышения механической доброт ,ности, снижения диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемоети при сохранении высоких пьезоэлектрических параметров в состав на основе PbliO, содержащий РЬО; МпО, дополнительно вводят ZrO и стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: РЬО 55,94- .64,23; , 5,96-12,60; Ti0..j 24,34- 25,75; ZrO 4,10-4,41; MnO, 0,29-0,30; стекло 0,50-1,00. Стекло имеет состав , мас.%: РЬО 73,17; TiO 6,29; , 6,30; ZrO 2,42; SiO 11,82. Пьезокерамический материал обладает следующими характеристиками при.комнатной температуре; плотность 7,36-- 7,43 диэлектрическая проницаемость 170-198; диэлектрические потери 0,0044-0,0099; пьезомодуль d,, 4,11-7,15 Кл/Н пьезомодуль d,, 49-67 Кп/Н-10 , коэффициент Электромеханической связи 0,049-0,109, механическая добротность 12J4-2510. 3 табл. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5D4 С 04 В 35 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 391124)/29-33 (22) 10.06.85 (46) 30.04.87. Бюл. N - 16 (71) Рижский политехнический институт им. A.ß.Ïåëüøå (72) Т.К.Кутузова, P.З.Клейне, Э.Ж.Фрейденфельд, А.Е.Панич и C.Т.Кириллов (53) 666. 655 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1073226, кл. С 04 В 35/46, 1984.

Авторское свидетельство СССР

983115, кл. С 04 В 35/46, !982 ° (54) ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к пьезокерамическим материалам, созданным для изготовления преобразователей, датчиков, электромеханических фильтров, работающих в СВЧ-диапазоне.

Для повышения механической доброт.ности, снижения диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости при сохранении высоких пьезоэлектрических параметров в состав на основе РЬТ10, содержащий РЬО; Т1.0, ЫпО, дополнительно вводят Еи Оз;

ZrO и стекло при следующем соотног шении компонентов, мас.7.: PbO 55,9464,23; Еи 0 5,96-12,60; TiO 24,3425 75; ZrO 4,10-4,41; МпО 0,29-0 30; стекло 0,50-1 00. Стекло имеет состав, мас.%: PbO 73,17; Тз.О 6,29;

Nd О 6,30; ZrO 2,42; SiO 11,82.

Пьезокерамический материал обладает следующими характеристиками при.комнатной температуре: плотность 7,367,43 г/см ; диэлектрическая проницаемость 170-198; диэлектрические потери 0,0044-0,0099; пьезомодуль

d<> 4,!1-7,!5 Кл/И"I ; пьезомодуль d 49-67 Кл/Н 10, коэффициент электромеханической связи

0,049-0,109, механическая добротность 1214-2510. 3 табл.!

306924 2 осуществлялась в пслисилоксановой ь жидкости при !80-200 С 4 ч, под поо стоянным полем напряженностью 3045 кВ/см.

Состав и электрофизические характеристики материала приведены в табл.1 и 2 соответственно. к- В табл ° 3 дана зависимость свойств и- материала от состава стекла.

70,!7-76,18

5,29-6,29

1,42-3,42

5,30-8,30

11,81-11,82

Таблица 1

Химический состав керамики, мас.%

Количество

Количество

Пример

TiO ZrO

Мпо

PbO Eu O керамики стекла

0,30

1 99 1 64,23 5,96 24,34 4,!7

2 99 1 61,57 8,09 24,80 4,25

0,29

3 99 1. 55,94 12.,60 25,75 4,41

0,30

0,29

4 99,5 0,5 61,77 8,19 24,90 4,35

Изобретение относится к пьезоэлектрической керамике и может быт использован для изготовления преоб разователей, датчиков электромехани ческих фильтров, работающих в СВЧдиапазоне.

Цель изобретения — снижение диэлектрической проницаемости, диэле трических потерь и повышение механ ческой добротности. 10

Для достижения заданных параметров в титанат свинца дополнительно вводится Kudos Zr02 и стекло следующего состава, мас.%: Pbo 70,1776,18; Тдо 5,29;6,29; Ni20>"5,30- 15

8,30; Zr02 1,42-2,42; Sio 11,8111,82.

Для изготовления пьезокерамики использовались оксиды марки "чда".

Синтез материала осуществлялся в те- 20 о чение 4 ч при 850 С. Смешивание компонентов согласно расчетной формулы (так же как и измельчение брикетов после синтеза) проводились в яшмовом барабане в среде изопропилового спирта в течение 20 ч. Высушенный шликер прессовали в диски диаметром 12 мм, 2

1,5-2 мм под давлением 700 кг/см

Спекание образцов проходило при о

1160-1180 С в течение 1 ч. Стекло о синтезировалось при 1230 30 мин, затем фритовалось и измельчалось в яшмовом барабане в дистиллированной воде

20 ч. Стекло в керамику добавлялось при помоле синтезированных брикетов. 35

На спеченные и отшлифованные до

1 мм образцы керамики со стеклом методом вакуумного напыления наносятся алюминиевые электроды. Поляризация

40 формула изобретения

1. Пьезокерамический материал, включающий PbO, Тьо, Mno свинцовосиликатное стекло и добавки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения диэлектрической проницаемости, диэлектрических потерь и повышения механической добротности, он содержит в качестве добавок Еи О, Zro npu

2 следующем соотношении компонентов, мас.%:

PbO 55,94-64,23

TiO 24,34-25,75

МпО О, 29-0,30 еи о 5,96-12,60

ZrO2 4,10-4,4!

Свинцовоси-. ликатное стекло 0,50-1,00

2. Материал по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что стекло имеет состав, мас.% ..

PbO

Т102

ZrO2

2 3

1306924

Таблица 2

М

Пример

МеханиКоэффициент эл.мех.

ДиэлекДиэлекПлоттричес- кие поность, г/см связи

К, тери, 1:g8

0,049 2510

0,109 2100

0,099 1680

0,079 2212

0,0044 4,11

1180 7,34 173

1170 7,39 172 0,0046 6,69

1170 7,43 170 0,0067 7,14

1180 7,36 198 0,0099 6,25

Уг

В примерах 1-4 использовали стекло следующего состава: РЬО 73,)7;

TiPz 6,29; NdzO 3 6,30; Zrp< 2,42; SiOz 11,82.

Таолица 3

Хииический с

t83, 1„10", d„10

20 с Kn/н кон

Ti0, Н), РЬО

70 17 6 29 8ю30 3 42 11э82 1180 7 35 190 0 0060 3 50 38 0 035 !650

76,18 5,29 5,30 1,42 1,81 1170 7,40 210 0,050 4,10 40 0,038 1560

Составитель Л.Косяченко

Редактор Л.Повхан Техред Л.Олейник Корректор С . Шекмар

Заказ 1495/22 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Температура спекания, С трическая проницаемость

Пьезомодуль d» х )01

Кл/Н

Пьезомодуль d x х10

Кл /kI ческая добротность, ) м