SU1203078A1 - Пьезоэлектрический керамический материал - Google Patents

Description

Изобретение относитс , к пьезо- технике и может быть использовано в качестве материала при конструировании пьезокерамических устройств, в частности, акустических преобразователей с широким рабочим интервалом температур и минимальными амплитудами паразитных мод колебаний, вследствие высокой анизотропии пьезоэлектрических свойств (d33/d3iS:10, К(крй;7), малой механической добротности Qf ( й; 30) при высоких значени  х 80. 10- - Кл/н.

Дл  эффективной работы электромеханического преобразовател  материал, из которого он изготовлен, должен нар ду с высокими значени ми коэффициента злект зомеханической св зи основной толщиной моды кобебаний К и пьезомодул  d33 обладать низкими значени ми коэффициента электромеханической св зи радиальных колебаний Кр и пьезомодул  , иметь низкую механическую добротность и высокую температуру Кюри (Тк).

Целью изобретени   вл етс  повышение анизотропии пьезоэлектрических свойств и коэффициента электромеханической св зи.

Введение NbaOg в систему PbNbjiO - K2.Nbj,06 приводит к увеличеш-1ю на стадии спекани  размеров кристаллитов до 100-200 мкм, что  вл етс  одним из необходимых условий достижени  высокого уровн  пьезоэлектрических параметров.

Синтез составов керамического материала производ т с использованием в качестве исходного сырь  следующих рейктивов: РЬО (или PbCOj) ч.д.а., NbiOg Нбо-Пт, х.ч.

Материал синтезируют методом твердофазных реакций. На первом этапе получают метаниобаты сйинца (PbNbjO) и кали  (КШэОз) .

Метаниобат свинца синтезируют из шихты РЬО (или PbCOj) :Nbj.O S - 1:1,

смешанных мокрым способом на вибро- Мельнице. Температура синтеза 950- 1000 с, продолжительность - 3 ч. Спеки размалывают н шаровой мельнице . Дл  получени  KNbOj компоненты смешивают на вибромельпиие-сухим способом и гаихту подвергают двухкратному обжигу при 850°С (10 ч) и (5 ч) . Синтез материала производ т из смеси PbNbjOg, KNb03 и однократным обжигом при 1100 С в течение А ч. Контроль за полнотой протекани  реакп.ии и за структурой образоваршегос  продукта осуществл ют с помон ыо рен ггенофазорот о анализа (РФА).

Спекание образпог провод т методом гор чего прессовани  при температурах Тспек. 1250+20 С, давлении

2-10 Па, времени выдержки 40 мин. ОЕ разцьг имеют форму диска диаметром 10 мм и толщиной 0,5 мм. Электроды нанос т вжиганием серебр ной пасты. Пол ризацию образцов

провод т в полиэтилсилоксановой. жидкости ПЭС-5 при температурах 140-150 С, в поле (4,0-5,5) ОО В/м.

Как видно из таблицы, материал имеет низкие значени  диэлектрической проницаемости (215-430) и механической добротности (22-39) при довольно больших значени х коэффициента электромеханической св зи толщинных колебаний F-t(0,32-0,44)

12

И пьезомодул  d,, (68-87)10 Кл/Н.

Паиболее важным достоинством этого материала дл  акустических преобразователей  вл етс  высока 

анизотропи  пьезоэлектрических

свойств (Kt/Kp 4,2-7,4; d3/d3,5,4- 10,2), а также высока  температура Кюри (Tk- 539-553°C). Оптимальным содержанием параметров облад,ает состав , содержащий 93,96 мол.% PbNbjOe , 2,48 мол.. и 3,56 мол.% Nb-jOs (состав 2 таблицы).

31203078

Электрофизические параметры составов системы - - NbzOs даны в таблице

195,672,521,812151,80,405,1686,922553

293,962,483,562301,10,447,48010,223550

3. 90,732,396,883401,20,356,7749,134546

487,722,319,974301,40,324,2875,439539

Составитель О. Самохина Редактор Н. Егорова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 8383/30 Тираж 604 Подписное ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (1)

1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий РЬМЪ_гО₆, KjNb^Ofi, отличающийся тем, что, с целью повышения анизотропии пьезоэлектрических свойств и коэффициента·электромеханической связи, он дчполнительно содержит ЫЪ_гО5 при следующем соотношении ком-

   понентов, мас.%: РЬЫЬ₂0б 87,72-95,67 К_гЫЬ_гО_б 2,31-2,52 Nbj-Os· 1,81-9,97