Пьезоэлектрический керамический материал

 

Изобретение относится к пьезотехнике и может быть использовано для создания частотно-селективных устройств. Для увеличения коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний K<SB POS="POST">T</SB> и значения отношения упругих постоянных C<SP POS="POST">д</SP><SB POS="POST">33</SB>/C<SP POS="POST">E</SP><SB POS="POST">44</SB> пьезоэлектрический керамический материал, соответствующий формуле (1-Z)[(PB<SB POS="POST">X</SB>SR<SB POS="POST">1-X</SB>)(ZR<SB POS="POST">Y</SB>TI<SB POS="POST">1-Y</SB>)+Z[(BI<SB POS="POST">M</SB>ZN<SB POS="POST">1-M</SB>)(NI<SB POS="POST">N</SB>MN<SB POS="POST">1-N</SB>)O<SB POS="POST">3</SB>], где X=0,92-0,97, M=0,75-0,95, N=0,35-0,45, Z=0,02-0,05, имеет Y=0,522-0,550. Полученный по обычной керамической технологии при 1050 - 1150°С в течение 2-4 ч материал имеет следующие характеристики: K<SB POS="POST">T</SB>=0,472-0,501

C<SP POS="POST">д</SP><SB POS="POST">33</SB>/C<SP POS="POST">E</SP><SB POS="POST">44</SB> 5,6-6,3

E<SB POS="POST">33</SB>/E<SB POS="POST">1</SB> 660-1173. 2 табл.

CQO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s» 4 С 04 В 35/49

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РАТЕМТь,"

БиьЛИ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4264812/29-33 (22) 18.06.87 (46) 07.07.89. Бюп, М 25 (72) В,А.Головнин, С.А,Громов, Е.В.Добромыслова, Ж.А.Долгая, A.H.Мацак, A.Ã.Ñåãàëëà и В.С.Холопов (53) 666.655(088.8) (56) Патент США М 4059537, кл. 252 -62.9, опублик. 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 565487, кл. С 04 С 35/49, 1976. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к пьеэотехнике и может быть использовано для

Изобретение относится к пьеэотехнике, в частности к пьезоэлектрическим керамическим материалам на основе твердых растворон цирконата-титаната свинца, используемым н пьеэотехнике для создания частотно-селективных устройств, в т.ч. работающих на колебаниях растяжения-сжатия по толщине (на "толщинной моде"), с использованием принципа локализации энергии ("захвата энергии ) нод электродами и характеризующимся сочетанием высокой пьеэоактивности с требуемым соотношением упругих постоянных и повышенными температурной и временной стабильностями частотных характеристик.

Целью изобретения является увеличение коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний (К ) „„sU„„дшя6 А 1 создания частотно-селективных устройств. Для увеличения коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний К и значения отношения упругих постоянных С /С пьеэоА Е электрический керамический материал, соответствующий формуле (1 — Z) X х ((РЬ „Sr, „) (Ег, Т1 < ) + Z j(Bi Zr„ ) (Ni„Nn „ ) 0 ), где х 0,92-0,97, m = 0,75-0,95, n = 0,35-0,45, Z — О, 02-0, 05, имеет у = О, 5? 2-0, 550.

Полученный по обычной керамической технологии при 1050-1150 С в течение

2-4 ч материал имеет следующие характеристики: К = 0,472-0 501, С /С

Е

5,6-6,3, f»/C, 660-1173, 2 табл и значения отношения упругих постоянных (С /С44 ) °

Для изготовления материала порошки исходных компонентов смешивают сухим (или мокрым) способом, си%тез проводят 1-5 ч при 700-950 С. Спекание осуществляют по следующему режиму: заготовки, отпрессованные по плот— ности не менее 5,2 г/см из пресспорошка, содержащего до 2 мас.X органической связи, обжигают при 10501150 С в течение 2-4 ч.

Образцы, например, в ниде столбиков 6 х 6 х 15 мм поляриэуют по направлению 15 мм в силиконовом масле полем 2 кВ/мм в течение 1 ч при 110130 С (охлаждение под полем), затем ° о термотренируют при 160 С в течение

24 ч.

1491856

Электрофиэические параметры определяют нв пьезоэлементах размером

6 х 6 х 15 мм и вырезанных иэ них пьезоэлементах размером 6 х 6 х р (0,4-0,5) мм, иэ которых изготавливают звенья фильтров толщинных колебаний на "захвате энергии" — пьезоэлементы, имеющие рабочую частоту

6,5 МГц.

Материал имеет общую формулу1 (1 — Z) P(rb„Sr, „)(Еi„тi, )O,j+

+ Е ((В1 Еп„m)И1„Мп„„)О 3

В табл. 1 приведены значения коэффициентов х1 у, Z ° m u Il полученных составов; в табл. 2 — электрофиэические характеристики указанных составов.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический керамический материал, соответствующий формуле (1 — Z) ((Pb„Sr, „) (Zr Ti1 )О +

+ Е(В1. Еп, ? Ni„Mn,„)О,, где х

0,92-0,97, m 0,75-0,95; п 0,350,45, Z = 0,02-0,05, о т л и ч в ю— шийся тем, что, с целью увеличения коэффициента электромеханической связи толщинных колебаний К и эначе1 ния отношения упругих постоянных

С". /C44 у 0,522-0,550.

11 Таблица1

m n х у

Изменение резонансной частоты тол- 20 щинной моды колебаний f () в интервале рабочих температур частотно-селективных устройств -25-+85 С не превышает для всех составов 0,5. Изменение резонансной частоты толщиной 25 моды колебаний f t () после технологического старения в течение 1000 ч при 850С не превышает 0,2.

0,03 0,80 0,40

0,05 0,80 0,40

0,03 0,80 0,40

0,03 0,80 0,40

0,02 0,80 0,40

Оэ03 Оэ75 Оэ35

0,03 0,95 0,40

0,03 0,80 0,45

О, 527

0,527

0,522

0,550

0,527

0,527

0,527

0,527

1 0,92

2 0,96

3 0,96

4 0,96

5 0,96

6 0,97

7 0,96

8 0,96

Таблица 2

Отношение Лиэлектри" Выход годных

С* /С ческая про- пьеэоэлеменЗъ 44 ницаемость, тов с.з>/ о 1Ц47 124 174, Состав Коэффициент электромеханической сВязи, К

Иэвест5,6

5,81

5,80

5,80

5,80

5,80

6,02

6,01

5,91

Составитель Л.Косяченко

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Редактор H.Ãóíbêî

Заказ 3824/26 Тираж 591 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.умгс,.1д, ул. Гагарина,101 ный

2

4

6

0,472

0,485

0,483

0,485

0,485

0,485

0,494

0,493

0,492

1173

844

817

25,1

41,0

39,3

38,2

40,1

40,2

44,3

43,7

43,1