П’єзоелектричний керамічний матеріал

С ОС * ДЛЯ СЛУЖЕБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЭ № СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (50 4 С 04 В 35/49 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 4006362/29-33 (22) 13.01.86 (72) Г.К.Савенкова, О.С.Дидковская, В.В.Климов, А.М.Лисовский, А.В.Медведовский, Т.И.Иофис и А.Н.Бронников (53) 666.655 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 348128, кл. Н 01 L 21/324, 1976. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к материалам, применяемым в радиоэлектронике, в частности для изготовления пьезок'ерамических фильтров. Для повышения температурной стабильности резонансной частоты в пьезокерамический материал- на основе цирконата-титаната свинца с частичным замещением свинца щелочноземельными элементами вводят сложную добавку, содержащую оксиды лития, цинка, висмута, марганца при следующем соотношении компонентов, мас. %: В і а 0 3 0,50-1,50; М п О 2 0,140,42,' Ш ) 0,26-0,78; Ы г 0 0,10-0,38; остальное ( Р Ь х М е 1 у ) (ZryTi ,_, )О 3 , ,* где х = 0,90-0,99, у = 0,34-0,52. * Изделия, спеченные при 1140-1180°С в течение 2-3 ч, имеют следующие свойства; механическая добротность (Q M ) - 1100-1900; величина относительного резонансного промежутка (d%) - 1,9-4,7, температурная стабильность резонансной частоты (ТК fa- Ю 4 ) = 1 0 - 3 3 1/град. 3 табл. (Л С 3-88 1 136921 при температуре 1140—1180°С в течеИзобретение относится к материание 2-3 ч. Скорость подъема темпералам, применяемым в радиоэлектронике, туры 150-200с/ч, охлаждение проводитв частности для изготовления пьезося вместе с печью. Спеченные изделия керамических фильтров. 5 шлифуют до заданного размера, затем Целью изобретения является повына них наносят электроды методом вжишение температурной стабильности резонансной частоты. ' ' ^ гания серебряной пасты при 750+50°С в течение 15-30 мин. Поляризация изП р и м е р. Пьезоэлектрический делий осуществляется в среде жидкого керамический материал состава,мае,%: to диэлектрика, например в полиэтилсилокLi a 0 0,10 сановой жидкости ПЭС-5 при температуZnO 0,51 ре 100-150°С, в постоянном электри0,98 г ческом поле с напряженностью 3 0,27 4 кв/мм. Измерения электрофизических свойств проводятся на дисках диаметДля приготовлении 100 г материаром 10 + 1 мм и толщиной 1+0,1 мм по ла указанного состава готовят шихту, стандартным методикам. В табл. 1 присостоящую из следующих компонентов,г: ведены составы материала, в табл. 2 РЬСО 3 78,89 электрофизические характеристики маSrCO^ 1,81 2 0 териала, в табл.3 - сравнение свойств ' " ' ' 18,19 материала с таковыми у прототипа. 12,78 LijCOj 0,25 ZnO , 0,51 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Bi^Oj 0,98 25 Mn0 2 " 0,27 Пьезоэлектрический керамический t Шихту готовят в шаровой мельнице материал, включающий (РЬ х Ме 1 . к ) или вибромельнице. Полученную шихту (Zn Ті і-у)03 , где Ме=Са или Sr, или подвергают обжигу (в виде брикетов Ва и добавки Bi^O»,, MnO^, ZnO, о тили порошка) при температуре 950 + 30 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с + 20°С в течение 2-3 ч. Прокаленный целью повышения температурной стабильматериал измельчают в порошок с разности резонансной частоты, он дополмером частиц не более 3 мкм, добавнительно содержит LiijO при следующем ляют в качестве связки водный раствор соотношении компонентов( мае. %: поливинилового спирта и прессуют заЗБ 0,50-1,50 готовки, например, в виде дисков тре0,14-0,42 буемого диаметра при давлении 1 2 0,26-0,78 ZnO 1,5 т/см . Спрессованные заготовки 0,10-0,38 Li ? 0 помещают на керамические подложки из диоксида циркония (или оксида алюми- 40 (РЦМе ,,_,() (ZxyTi^y )O 3 остальное где х = 0,90-0,99, ния) , затем в никелевый пакет и зау = 0,34-0,52. гружают их в печь. Спекают образцы Состав материала, мае. РЬО ZrO 2 65,90 .18,19 TiO 2 SrO ВаО СаО I % Li 2 0 Т а б л и ц а I ZnO Bi 12,78 1,27 0,10 0,51 0,98 0,27 13.82 1,28 0,19 0,51 0,98 0,27 66,20 16,75 66,17 16,92 13,96 0,87 0,29 0,52 0,99 ' 0,28 67,25 17,05 13,51 0,34 0,10 0,51 0,97 0,27 1 . 1369215 Продолжение табл. 1 Состав материала, мас. А РЬО 1_!І?І_1 TiO SrO 64,72 18,06 13,20 66,19 17,29 BaO 14,27 CaO MnOj 7л\О 1,22 0,78 1,50 0,42 0,10 1,25 0,10 0,26 0,50 0,14 і 66,07 16,71 13,80 1,28 0,38 0,51 0,98 0,27 67,41 16,54 13,65 0,46 0,19 0,51 0,97 0,27 63,46 19,80 11,85 1,60 1,42 0,10 0,51 0,99 0,27 66,64 13,17 16,57 1,63 .0,19 0,52 1,00 0,28 Т а б л и ц а Состав доСатш , мас X Ll,0 ZnO Ufi, 2 Свойства Состав ЦТС T HnO, 1 І/ірпд 0,10 0,51 0,98 0,27 1550 7,2 30 0,007 0,10 0,51 0,9" 0,27 1870 4,5 12 0,0065 0,29 0,52 0,99 0,2B 1900 3,0 10 0,007 0,10 0,51 0,97 0,27 1800 \z 0,006 0,10 0,78 1,50 0,42 1250 3,0 10 0,010 0,10 0,26 0,50 0,14 1050 3,0 31 0,002 0,38 0,51 0,98 0,27 1800 3.7 12 0,008 0,19 0,5) 0,97 0,27 1850 4,0 19 0,008 0,10 0,51 0,99 0,27 1100 13,5 25 0,005 0,19 0,52 1,00 0,28 2150 1.9 30 0,009 0,19 0,52 0,99 0,28 (580 *,o 33 0,005 A - относительный резонансный промежуток ( Л " ^ • ' , где f , - антарезона я сна я частота, ' і Р * £р - резонансная частота рядкальиых колеваннй, Гц), tg rf - тангенс угла диэлектрических потер»; Q - механическая доЯротность,' Т ' Ej - температурный коэффициент частоты. К 1369215 Т в б я ш ц а Состав добавки, мас. Z 9 примера Li,0 ZnO Состав ЦТС Свойства Л, X МпО, те f t -i l/граД По прототипу 10 0,52 2 0,19 По прототипу 9 0,10 (Pb4,iSre6J)(ZrO4Ti0>t>0s 1940 1.0 АО 0.007 0,52 ПОО 0,28 (РЬ Д ) Ї Sr M S ) U * f t M T i 2150 1,9 30 0,009 0,98 0.27 (Pb O i , ( Sr f t t J )(2r e 4 4 Ti A M )O J 1670 3,$ 27 0,005 0,51 0,98 0,27 )){гтляT шп)о. ( Z r M < лі 1870 4,5 4 0,006 0,51 Во прото 0,28 0,51 0,10 1,00 0,99 0,27 (Pba,5SrOeI) (ZrM4Tio,K)Oj 1030 13,0 50 0,005 0,51 0,99 0,27 (Pb,,,, S r ^ B a ^ , ) ( Z r w l T i Q 4 ( ) D a 1100 13,5 25 0,005 Редактор М.Авакова V4 4(i )O3 Составитель Н.Соболева Техред Л.Олийнык Корректор А.Ильин Заказ 1757/ДСП Тираж 463 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 З