П’єзоелектричний керамічний матеріал

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР 1 (21) 4174928/23-33 (22) 1 3 . П .86 (46) 3 0 . 0 4 . 9 0 . Бюл. № 16 (72) Г.Е.Савенкова, О.С.Дидковская, В.В.Климов, В.В.Прнседский и Ю.С.Прилипко (53) 6 6 6 . 6 5 5 ( 0 8 8 . 8 ) (56) Материалы пьезокерамические. ГОСТ 13927-80. (5*) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) .-„-юбретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике для изготовления звуковых и ультразвукових преобразователей, в ч а с т н о сти для излучателей ванн ультразвуковой отмывки фотошаблонов микросхем, Для уменьшения относительного отклонения чостэты з интервале рабочих температур от частоты, измеренной при температуре настройки, повышения диэлектрической проницаемости, коэффициента электромеханической сиязи и пьезомодуля й 3 , , пьезоэлектрический керамический материал содержит дополнительно SrO и/или ВаО при следующей соотношении компонентов, мас.%: РЪО 6 3 , 0 1 - 6 7 , 2 6 ; £ г 0 2 1 8 , 7 9 - 2 0 , 2 1 ; TiO 2 1 1 , 6 2 - 1 2 , 6 8 ; ЯпО 0 , 3 3 - 0 , 7 7 ; В і £ 0 3 0 , 3 2 - 0 , 7 4 ; БЬ^Пг 0 , 2 0 - 0 , 4 6 ; МпО4 0,18-0,41 и SrO и/или ВаО 0 , 3 ? - 3 , 2 5 . Полученный по :>бычной керамической технологии: синтез при 980°С в т е чение 2-3 ч , спекание при И 80°С в течение 2~3 ч , материал имее^ следус ющие характеристики: £ э * / £ а 900S 1100; t g S 0 , 0 0 3 - 0 , 0 1 0 ; Кр 0 , 4 6 - 0 , 5 9 ; s d 3 l (76-119) - Ю^Кл/Н; 6 fe/ fp {0,20-0,85)%. 1 табл. Изобретение относится к материа~ лам, пэимечяемым в радиоэлектронике для изготовления звуковых и ультразвуковых преобразователей, в ч а с т ности для излучателей ванн ультра" звуковой отмывки фотошаблонов микросхем. Цель изобретения - уменьшение относительного отклонения частоты в интервале рабочих температур от частоты» измеренной при температуре настройки &Ґ0 /fг, повышение диэлектрической проницаемости, коэффицкентз электромеханической связи и п ь е з о модуля d 9 i . Материал попучают в следующей последовательности. Исходные компоненты подвергают помолу и смешению в шаровой мельнице или вибромельнице. Полученную шихту обжигают (в виде брикетов или порошка) при 980±20°С в течение 2-3 ч . . Прокаленный материал измельчают в порошок с размером частиц не более 3 мкм, добавляют в качестве связки водный раствор поливинилового спирта ч прессуют заготовки, например, в виде дисков требуемого диаметра при давлении 1-1,5 т/см . Спрессованные заготовки помещают на к е р а мические подложки из диоксида цирКОЙИЯ (или оксида алюминия), затем в никелевый пакет и загружают их і в п е ч ь . Спекают образцы при 1 1 8 0 г З 1550526 ±20°С в т е ч е н и е 2-3 ч . С к о р о с т ь подъема т е м п е р а т у р ы 1 5 0 - 2 0 0 ° С / ч , охлаждение п р о и з в о д я т в м е с т е с п е ч ь ю . Спеченные и з д е л и я галиЬуют д о з а д а н н о г о р а з м е р а , з а т е м на них н а н о с я т э л е к т р о д ы методом вжигания с е р е б р я н о й п а с т ы при 750 +5П°С в т е ч е ние 15-30 м и н . Поляризацию и з д е л и й осуществляют в с р е д е жидкого д и э л е к т р и к а , например в п о л и э т и л с и л о к с а н о в о й ж и д к о с т и ПЭС-5, п р и Ю0~150°С в постоянном э л е к т р и ч е с к о м п о л е с напряженностью 3-4 кВ/мм, Составы шихты и х а р а к т е р и с т и к и материала приведены в т а б л и ц е . Измерения э л е к т р о ф и з и ч е с к и х х а рактеристик пьезокерамики проводят на Образцах в виде д и с к о в с о г л а с н о ГОСТ 1 2 3 7 0 - 8 Q . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Пьезоэлектрический керамичес 10 15 20 кий м а т е р и а л , включающий РЪО, Z r O 2 , T i 0 2 , ZnO, B i z 0 3 s St^Og и MnO 2 S о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью уменьшения о т н о с и т е л ь н о г о о т к л о н е н и я ч а с т о т ы в и н т е р в а л е рабочих температур о т ч а с т о т ы , измеренной при т е м п е р а т у р е н а с т р о й к и , повышения д и э л е к т р и ч е с к о й п р о н и ц а е м о с т и , коэффициента э л е к т р о м е х а н и ч е с к о й с в я з и и п ь е з о м о д у л я d 3 i , он с о д е р жит д о п о л н и т е л ь н о SrO и/или ВаО при следующем соотношении к о м п о н е н т о в , РЪО ZrO^ ТіОг ZnO Ві^О, Sb2O3 МпОз. SrO и/или ВаО 63,01-67,26 18,79-20,21 11,62-12,68 0,33-0,77 0,32-0,74 0,20-0,46 0,18-0,41 0,31-3,25 FbO SrO 63,96 1,6! 1,43 63,08 1,59 63,56 З Ч,/Є в Г Содержание компонентов, м а с . % Состав БаО 1,60 Кл/К ТІ0 ZnO МпО, 20,15 11,82 0,33 0,32 0,20 0,18 1050 0,003 0,57 880 ПО 0r5Q 1,41 19,88 11,66 0,77 0,7 4 0,46 0,43 900 0,010 0,50 900 87 0,85 1,43 20,21 11,62 0,51 0,49 0,31 0,27 1100 0,004 0,59 1000 119 0,65 63,01 3,25 20,10 12,03 0,52 0,50 0,31 0,28 930 0,003 2 0,46 1200 80 0,20 5 63,90 1,61 1,43 18,79 12,68 0,51 0,49 0,31 0,28 900 0,004 0,46 1 100 76 0,23 'б ' 67,26 0,31 18,88 12,00 0,50 0,48 0,30 0,27 900 0,007 0,52 ! 100 85 0,74 40 1,15 Прототип 250-370 П р и м е ч а н и е . і .• , '•', . " • . £„/£0 tgf) Кр QM d3i ~ ^fg/f,, 0,27-0,45 1300-2600 относительная диэлектрическая проницаемость; •. • . .. тангенс угла диэлектрических потерь; . "• '-'••'' . • ...... коэффициент электромеханической с в я з и ; •. . механическая д о б р о т н о с т ь ; ' . • • . . . . • пьезоэлектрический модуль; , ;. .• . относительное отклонение ч а с т о т ы в интервале рабочих танперагур - 6 0 . . , 8 5 С от ч а с - л : - t- Н9нер*ниой при температуре настройки; . . . . . • О го 1560526 Редактор Н. Киштулинец Составитель Л. Косяченко ; Техред М.Дидык ' Корректор Т. Налий Заказ 9 5 0 ' Тираж 571 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б , , д. ч 4./5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101