SU1717590A1 - Piezoelectric ceramic material - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано при изготовлении ультразвуковых преобразователей и пьезоэлектрических трансформаторов . Цель изобретени  - повышение параметров Kp2/tg(5 и Kp2QM &ЈQ при сохранении высокой пьезоактивности и высоких рабочих температур. Пьезоэлектрический керамический материалсодержит дополнительно ЗЬаОз и МЬзО при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: РЬО 70,10-70,69; ТЮ2 23,35-24,97; В1зОз 2,56-2,74; ZnO 0,45-0,49; Zr02 0,69-0,73; 5Ь20з 0.20-1.49; Nb20s 0.18-1.36. Полученный по обычной керамической технологии материал имеет следующие характеристики: Тк (753-803) К; КР 0,090-0.125; dsi (6-9) Ю 1 Кл/Н: d33(30-63) Кл/Н; Ом 87-220; F/KQ 148-168; tgd 0.015-0, 2/lcd 0,4- 0,9; Kp2QM efcu 200-296. 2 табл.The invention relates to electronic engineering and can be used in the manufacture of ultrasonic transducers and piezoelectric transformers. The purpose of the invention is to increase the Kp2 / tg parameters (5 and Kp2QM & ЈQ while maintaining high piezo activity and high operating temperatures. The piezoelectric ceramic material contains additional 3PaOz and Mb3O in the following ratio of ingredients, wt.%: PHO 70,10-70,69 ; TiO2 23.35-24.97; B1zOz 2.56-2.74; ZnO 0.45-0.49; Zr02 0.69-0.73; S2020 0.20-1.49; Nb20s 0.18-1.36. Prepared according to the usual ceramic technology material has the following characteristics: TK (753-803) K; KP 0.090-0.125; dsi (6-9) S 1 C / H: d33 (30-63) C / N; Ohm 87-220; F / KQ 148-168; tgd 0.015-0,2 / lcd 0.4-0.9; Kp2QM efcu 200-296. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к физическому материаловедению и может быть использовано в электронной технике при изготовлении ультразвуковых преобразователей, работающих в режиме излучени , и пьезоэлектрических трансформаторов.The invention relates to physical materials science and can be used in electronic technology in the manufacture of ultrasonic transducers operating in radiation mode, and piezoelectric transformers.

Цель работы - повышение параметров Кр20.м #Јо и Kp2/tg 5 при сохранении высокой пьезоактивности и высоких рабочих температур.The aim of the work is to increase the parameters Kr20.m # Јо and Kp2 / tg 5 while maintaining high piezo activity and high operating temperatures.

Дл  получени  любого из предлагаемых материалов готов т шихту соответствующего состава (см.табл.1).To obtain any of the proposed materials, a mixture of the appropriate composition is prepared (see tab.1).

Исходным сырьем дл  получени  указанных материалов служат оксиды соответствующих металлов марки ч.д.а. После помола и смешивани  в указанных пропорци х исходных веществ в среде изопропи- лового спирта из полученной шихты под давлением 200 кг/см прессуют брикеты. Брикеты подвергают обжигу при 1023 К в течение 3 ч. Затем брикеты измельчают в порошок и прессуют издели  заданной формы и размера. Спрессованные издели  помещают в печь и спекают при 1273-1413 К, оптимальной дл  каждого состава, в течение 1 ч. Скорость подъема температуры не более 200 К в 1 ч. Охлаждение производ т в режиме выключенной печи до комнатной температуры . Электроды нанос т вжиганием серебр ной пзсты при 1073 К в течение 30 мин.The feedstock for the production of these materials are oxides of the corresponding metals of grade x.a. After grinding and mixing in the indicated proportions of the starting materials, the briquettes are pressed into isopropyl alcohol from the resulting mixture under a pressure of 200 kg / cm. The briquettes are baked at 1023 K for 3 hours. Then the briquettes are ground into powder and pressed into articles of a given shape and size. Compressed products are placed in a furnace and sintered at 1273-1413 K, optimal for each composition, for 1 hour. The temperature rise rate is not more than 200 K in 1 hour. Cooling is performed in the off-furnace mode to room temperature. Electrodes are applied by firing silver pssty at 1073 K for 30 minutes.

Пол ризацию изделий провод т в пол- исилоксановой жидкости при 423 К и напр женности электрического пол  20 кВ/см.The polarization of the products is carried out in a poly-xiloxane liquid at 423 K and an electric field strength of 20 kV / cm.

COU&COU &

Охлаждение образцов до комнатной температуры ведут под полем.Cooling samples to room temperature are under the field.

Электрофизические характеристики материала определ ют на образцах диаметром 10 мм и толщиной 1 мм,The electrophysical characteristics of the material are determined on samples with a diameter of 10 mm and a thickness of 1 mm,

В табл.1 приведены составы за вл емого пьезокерамического материала.Table 1 shows the compositions of the claimed piezoceramic material.

Данные о диэлектрических и пьезоэлектрических характеристиках, включающие коэффициент электромеханической св зи Кр, пьезоэлектрический модуль dsi, пьезоэлектрический модуль бзз, механическую добротность QM, диэлектрическую проницаемость eto . тангенс угла диэлектрических потерь tg дпараметрах Kp2QM#feo и Kp2/tg 5 приведены в табл.2.Data on dielectric and piezoelectric characteristics, including the coefficient of electromechanical coupling Kp, piezoelectric module dsi, piezoelectric module bzz, mechanical quality factor QM, dielectric constant eto. The dielectric loss tangent tg of the Kp2QM # feo and Kp2 / tg 5 parameters are listed in Table 2.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Пьезоэлектрический керамический материал , включающий PbO, TI02, BiaOs. ZnO и Zr02, отличающийс  тем, что, с целью повышени  параметров Кр /tg(5 и Кр Ом SЈQ при сохранении высокой пьезоактивности и высоких рабочих температур, он содержит дополнительно 5Ь20з и Nb20s при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Piezoelectric ceramic material including PbO, TI02, BiaOs. ZnO and Zr02, characterized in that, in order to increase the parameters Kp / tg (5 and Kp Ω SЈQ while maintaining high piezo activity and high operating temperatures, it contains additionally 5,020 Nb20s in the following ratio of ingredients, wt.%: РЬО 70,10-70,69PbO 70,10-70,69 Т.Ю2 23,35-24,97T.S. 23.35-24.97 В120з 2,56-2,74V120z 2.56-2.74 ZnO 0,45-0,49ZnO 0.45-0.49 Zr02 0,69-0,73Zr02 0.69-0.73 8Ь20з 0,20-1,498,020,20-1,49 Nb20s 0,18-1,36Nb20s 0.18-1.36 Т а б л и ц а 1Table 1 Таблица2Table 2