Пьезоэлектрический керамический материал
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц998431
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 061181 (21) 3351982/29-33 (51)М Клз
С 04 В 35/49 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н .открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 2302,83. Бюллетень ¹ 7
f j3) УДК 666 ° 655 (088.8) Дата опубликования описания 230283
Ъ ..-.
Р.3. Клейне, Л.Я. Тымма, Э.iK. Фрейденфельд,т " "-" «"А : Я
З.П. Новикова и Ю.Й. Веневцев МЯ P.g.Гр, а-
@4",, =,: (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехничес институт (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ . КЕРАМИЧЕСКИЙ
МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к пьезотехнике и может найти применение для .изготовления пьезоэлектрических фи-. льтров промежуточной частоты для цветного телевидения, электроакустических приборов в качестве СВЧ-резонаторов, имеющих высокую температурную стабильность резонансной частоты и высокую механическую добротность
Известна керамика на основе (Pb, Zr)Ti02 Cl 3. °
Недостатком ее является низкая ,механическая добротность ((1000), низкая стабильность пьезосвойств в зависимости как от частоты, так и от температуры.
Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический керами-. ческий материал на основе титаната / свинца. содержащий Pb0, а 203 ° М203 р 20З 322.
Недостатками его являются сравнительно нестабильные пьезосвойства и низкая механическая добротность.
Целью изобретения является повышение механической добротности и тем,пературной стабильности резонансной .частоты. указанная цель достигается тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий PЬО, Т Оо, а 203 ищи МЬ203 ° дополнительно содержит ВаО, Bi 0, МпОо и ИЬ105 при следующем соотношении компонентов, мас.В:
РЬО 53,98-65,64
Т 02 19,32-23 50La20y или К4203 1, 38-1, 74
ВаО- 2, 50-6,89
8 203 3,81-10,51 мп02 0,71-1,95 йЬ2 05 2,16-5,97
Прн этом оКсидй Ва0, В О,HriO,Nb О введены в виде предварительно cameзированной перовскитоподобной добавки (B a S i ) (Hn Nb ) 06, Для изготовления пьеэокерамики используют оксиды марки ЧДА. Синтез . тйтаната свинца — лантана или титаната свинца — неодима осуществляют в течение 3 ч при 850 С. Брикеты после синтеза измельчают в яшмовом барабане в среде иэопропилового спирта в течение 24 ч, куда добавляют предварительно синтезированную перовскитоподобную добавку (ВаBi ) (МпИЬ)06. Синтез перовскитоподобной добавки осуществляют при 1150оС в т
- 998431
Г
7,40-7,78
0,010-0,025
360-400
900-3000 течение 8 ч. После помола и гомогенизации смесь РЬТ(0 „и (ВаВ! ) (ИпйЬ) 06 высушивают и прессуют в диски диамет ром 10 мм. В качестве связки используют 5%-ный водный раствор поливини,лового спирта. Спекаются образцы при 1180-1210 С в течение 1 ч.
После шлифовки на образцы вакуумным напылением наносят алюминиевые электроды. Поляризацию осуществляют в полисилоксановом масле при 180-.
200 С в течение 4 ч под постоянным полем-напряженностью 30-45 кЭ/см.
Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства:
Температура спека- ния Т, С 1180-1210
Плотность
S .10 Э.,кг/м
Диэлектрическая проницаемость Е 300-350
ДиэлектрическЖ потери д д"
Точка Кюри Т,PC
Пьеэомодуль ээ-1 О-12, К/Н 45-85
Коэффициент электромеханической связи Кр, %
12-20
Механическая добротность Q
Температурный коэффициент.частоты ТКЧ ° 10,град " От — 10 до 60
Пример 1. Материал содержит
65,64% РЬО, 1,68% агО3 и 23,50%
Т i 0, введенных в виде (РЬ p,g5 L3 pg5)
Ti О>, взятого в количестве 95 мас.%, и 2,50% Вао, 3,81% Bi 0>, 0,71% Мп0 и 2,16% Nb205. введенных в виде (BaBi)(MnNb)О6 в количестве 5 мас.В.
Свойства керамики:
Т,Îс 1200
S -10+Э кг/м Э 7,78
Е 350
tgd 0,015
d -10-"2 К/Н 85
Кр % 20 а 15оо
ТКЧ 10-6,град-г -25
Пример 2. Материал содержит
РЬО 59,56, агОВ 1,52, Ti О 2 21,30. (90 мас.% в вйде (РЬ Cg5 La0p,p5 )
Ti О ) и ВаО 4,78, Bi гб 7,30, MnQ>
1,39, NbгОВ 4,15 (10 мас.% в виде (BaBi)(MnNb)06 ). Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства: т,ос 1190
5 10 г,кг/м 7,70
Е 340
tg d О, 020
4 зЭ10 1,К/Н 80
КР. % 18
Qtn 30 00
ТКЧ .10-, град-" — 10
Пример 3. Материал срдержит
РЬО 53, 98 (.агО 1, 38, Ti Оу 19,32
185 мас.% в виде (Pbp>5i 1.а0р p5) T i 0 $ и ВаО 6,89, Bi гО3 10,51; ИпО 1,95,.
МЬйО 5,97 (15 мас.% в виде (ВаВ) ) (Ипг4Ъ) ОЬ) Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства: т, с 1180
S *10+3 / 3 7,65
Е 320
tg d" 0,025
10 33
Кр, %
Q м 2500
ТКЧ 10-"град . -15
Пример 4. Материал содержит
РЬ О 65,60, T l Ог 23,48, ГГйгоз 1,74 (95 мас.% в виде (Pbp95 f4d pp5) TI ОЭЭ и ВаО 2 50; В г ОЭ 3 81; Мп02 0 71, НЬгО5 2,16 (5 мас.% в виде (BaBi ), (Mn l4b ) О 6 1. Полученная пьезокерамика i iеет следующие свойства:
Т, С 1210
S 10IЭ кг/мЗ 7,57
E 330
19 d О, 010 тк, c 390
25 ЭЭ.10 г К/Н 75
Кр, %
19
1аоо
ТКЧ 10,град -20
Пример 5. Материал содержит
РЬО 59,54, Ti Ог 21 ° 31 Ndгоз 1 ° 57 (90 мас.% в виде (Pbp9SNdpp5) Ti 03) и.
ВаО 4,78, Bi ОЭ 7,30; Ип Ог 1,35, Nb 20 4,15 (10 мас.% в виде (BaBi ) (MnNb) Об . Полученная пьеэокерамика имеет следующие свойства:
T, t". 1190
S ° 10+Э,кг/гл 7,75
Е 320
tg d 0,020
Т 1г оС 380
40 ДЭЭ 10- 2:/Н 78
Кр. % 17 а,. 2800
ТКЧ 10 б,град " -18
В примерах 6 и 7 даны составы
4$ материалов с запредельным содержанием компонентов. Свойства их резко ухудшаются.
Пример 6. Материал содержит
80 мас.% (РЬо,e5 Lao,ps ) Ti "ОЭ, что соответствует количеству в материале
РЬО 48,82, Ti О 17,48, a 203 1,25 и 20 мас.% (BaBi ) (MnNb) 06, что сооТветствует количеству Вао 8,83, В(г ОЭ 13,47; Mnog 2,50; Nb<0 7,65.
Полученная пьезокерамика ийеет следующие свойстваг
Т,Ос 1180
S 101 кг/м 7,70
Е 300
40 tgd 0,025
d,"3-1О- 2, К/Н
50 .Kp, % 10 а 1200
á5 ТЧ™К 10,град " -40
998431
Составитель Н. Фельдман
Редактор Н. егоpoaa Техред Е.Харитончик Корректор О. Билак
Заказ 1062/41 Тираж 620 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
1 по делам изобретений и открытий
113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4
Пример 7. Материал содержит, 97 мас. t (Pbо,в,Ndд,е8 )Т i Оэ, что соответствует количеству в материале Pb0 68;20 Ti10 24,41, й8, О
1,80 и 3 мас.Ъ (Saki )HnNb)06 что соответствует количеству BaÎ 1,52., 83в Оз 2,32, Ип08 0 43; КЬ 06 1,32 °
Полученная пьезокерамика имеет следующие свойства:
T,aÑ 1210
8, .10 Э кг/ Э
7,40
Е 350
ttg д 0,015
dз .1О ",К/Н 45
12
a 900
ТЧК 10,град " -60
Формула изобретения
Пьезоэлектрический керамический материал, включаюций РЬО, Ti 0g, (.а О или Nd 5 8ао 81203 И 02 и Nb 05 при следу" ющем соотнсыении компонентов, мас . Ф; . Pb0 53,98-65,64 Т!02 . . 19,32-23,50 La 0 или ад О 1,38-1,74 © 8а О. 2>50-6,89 8i 08 . 3,81-10,51 Ип Оg,0,.71-1,95 МЬ 06 2,16-5,97 источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 9 3006857, кл. 252-62.9, 1961 ° 2. авторское свидетельство СССР .9 883333883333, кл. С 04 В 35/46, 1981 (прототип}.