PL117646B1 - Method for fabrication of piezolectric ceramics for electronic filters ehlektronnykh fil'trov - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia ceramiki piezoelektrycznej do filtrów elektro¬ nicznych.Piezoelektryczne materialy polikrystaliczne ma- j4 zastosowanie w nowoczesnych filtrach pasmo¬ wych. Podstawowym rodzajem substancji sluza¬ cych do wytwarzania ceramik piezoelektrycznych sa roztwory stale tytanianu i cyrkoniami olowiu (PbTi03 — PbiZm03). Wlasnosci tych roztworów re¬ guluje sie przez dobieranie warunków procesu technologicznego. Glównie wplywaja tu takie pa¬ rametry procesu jak sklad masy glównie w zakre¬ sie rodzaju i ilosci skladników modyfikujacych, sposobu rozdrobnienilas formowania i spiekania.Istotnym jest takze sposób dalszej obróbki po pro¬ cesie spiekania zwlaszcza pod wzgledem podatnos¬ ci materialu ceramicznego na te zabiegi..Dotychczas znane sa sposoby wytwarzania ma¬ terialów piezoelektrycznych do filtrów elektronicz¬ nych, przy których oprócz skladników glównych (PbO, Zr02, TiD2) dodaje sie takie skladniki: jak La203, Cr203, Nd2G5, W03 i inne. Ceramiki z tymi dodatkami charakteryzuja sie stosunkowo niska gestoscia (okolo 7,5 g/cm3), do któreij osiagniecia konieczne jest wypalanie w wzglednie wysokiej temperaturze okolo 1300°C. Powoduje to, ze zakres zastosowania takiej ceramiki do celów elektronicz¬ nych znacznie sie zaweza. Uniemozliwia to stoso¬ wanie tak wytworzonej ceramiki na przyklad do piezoelektrycznych filtrów monolitycznych lub fil¬ trów z falami powierzchniowymi. Lepsze wlasnos¬ ci wymagane sa równiez od ceramiki stosowanej w filtrach drabinkowych lub filtrach nijskiej czes¬ totliwosci.Sposób wedlug wynalazku eliminuje te niedo¬ godnosc przez zastosowanie w masie ceramicznej oprócz skladników glównych substancji modyfiku¬ jacych oraz zastosowanie odpowiedniego procesu technologicznego.Istota wynalazku jest zastosowanie- do znanych surowców podstawowych jakimi isa zwiazki olowiu, cyrkonu i tytanu me stosowanych dotychczas przy wytwarzaniu ceramiki piezoelektrycznej modyfika¬ torów tlenkowych powodujacych obnizenie tem¬ peratury spiekania i uzyskanie w wytworze final¬ nym korzystnych ipariame^trów eksploatacyjnych, a szczególnie polega ona na tym, ze jako substan¬ cje modyfikujace wprowadza sie do skladu podsta¬ wowego skladników glównych ;jak tPb0-ZrO2-TiO2 tworzacych roztwór staly opisany wzorem (PibTiC3- -PbZr03), niewielkie ilosci odpowiednio przygoto¬ wanej pod wzgledem /iLosciowym i jakosciowym mieszaniny tlenków lub weglanów SrCO 0,1—8%,, CdO 0,05^5*/«, Fe2D3 0,02^/0, Nb,03 0,1^10*/*, 25 NiD 0,0!5^5°/o, CaO03 (M^P/^ Znp 0,0i2M2*/^ .SnG2 0,1—^0%, Mn,02 0,05-h5Vo i im podobnych. Mie¬ szaniny te powoduja minimalna temperature eute- ktyków zarówno miedzy soba, jiak równiez ze skladnikami glównymi. Ponadto skladniki te od- 30 dzialuja pozytywnie na zwiekszenie sprzezenia 10 15 20 JUT 6463 117 646 elektromechanicznego oraz stabilizacje parametrów sprezystych i elektromechanicznych w funkcji temperatury i czasu. Nastepnie ma,ie ceramiczna uformowana w ksztaltki sipieka sie w temperatu¬ rze S50—1150°C.Przyklad I. ISklad masy wedlug dotychcza¬ sowego stanu techniki podany w procentach wa¬ gowych : Fb02 — 60%, SrC03 •—, 2,715p/q, TiiQ2 —• 1E,5%, Zr02 — lS^/tt, Cr203 — O„20%. Skladniki miesza sie na mokro w srodowisku wodnym wistcisunku 1:3, w mlynie kulowym, suszy sde i kalcynuje w tem¬ peraturze 0OO°C, w czasie dfwóch godzin a nastep¬ nie miele w mlynie wibracyjnym w czasie pieciu godzin. Z tak przygotowane!} masy formuje sie ksztaltki pod cisnieniem 1000klG/cm2 i spieka w temperaturze 1I300°C. Ceramika taka charakte¬ ry zuj»er sie' nastepujacymi wlasnosciami elektrome¬ chanicznymi: ET33/EQ = 900, Kp = -0,42i, Qm = 450, Tc = 33iO°C, v = 7,5 G/cm3.Przyklad XI. Sklad masy wedlug wynalazku przygotowany analogicznie jak w przykladzie 1, oznaczony symbolem IPP-X wzbogaca sie o naste¬ pujace skladniki modyfikujace podane w procen¬ tach wagowych: &rC03 — ,i8|4f/tt, CaC03 — 01,46%, CdD —0,40%, IZnO —0,5%, Fe203 — 0,0#/o, Sn02 — 1,8%, Nb203 — 0,7%, lMn02 —10,7%, Nit) — 0,4%.Róznica w procesie technologiciznym oprócz skla¬ du chemicznego skladników modyfikujacych pole¬ ga na zastosowianiu temperatury kalcynowania, która wynosi l800oC, oraz odmiennej temperatury spiekania koncowego nie przekraJczaijaeej ii000°C.Ceramika ta po spolaryzowaniu elektrycznym po¬ lem stalym 4000 V/mm posiada wlasnosci elektro¬ mechaniczne: ET33/EQ = 800, Kp = -0,5(1, k33 = 0,64, Np = 2400 kHz, Qm = 350°C oraz v = 7,9 G/cm3.Zastir zezen i a patentowe 1, Sposób wytwarzania, ceramiki piezoelektrycz¬ nej do filtrów elektronicznych zawierajacej tlenki olowiu, cyrkonu i tytanu jako skladniki glówne, które tworza roztwór staly opisany wzorem IPbTii03-PbZr03, znamienny tym, ze do masy cera¬ micznej dodaje sie w stosunku wagowym substan¬ cje modyfikujace wlasciwosci technologiczne oraz elektaroimechaniczne: ISrC03 0,1—8%, CdO 0,05—5%, Fe203 0,0i2M2P/q, Nb205 04—10%, NiO 0,05—5%, 20 CaCi03 0,1^8%, ZnO 0,0,2—2f%, SnC2 0,1^10%, Mn02 0,0i5—5V«. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, zo mase ceramiczna uformowana w ksztaltki spieka sie w temperaturze 850—il(l|50°C. 25 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ceramice nadaje sie gestóc objetosciowa powyzej 7,815 g/cni*. 10 15 L..Z.Graf. Znd tor 2 — illifó/da IWO egz. A-4 Cena 100 zl PL

Claims (3)

1. Zastir zezen i a patentowe 1. , Sposób wytwarzania, ceramiki piezoelektrycz¬ nej do filtrów elektronicznych zawierajacej tlenki olowiu, cyrkonu i tytanu jako skladniki glówne, które tworza roztwór staly opisany wzorem IPbTii03-PbZr03, znamienny tym, ze do masy cera¬ micznej dodaje sie w stosunku wagowym substan¬ cje modyfikujace wlasciwosci technologiczne oraz elektaroimechaniczne: ISrC03 0,1—8%, CdO 0,05—5%, Fe203 0,0i2M2P/q, Nb205 04—10%, NiO 0,05—5%, 20 CaCi03 0,1^8%, ZnO 0,0,2—2f%, SnC2 0,1^10%, Mn02 0,0i5—5V«.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, zo mase ceramiczna uformowana w ksztaltki spieka sie w temperaturze 850—il(l|50°C. 25
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ceramice nadaje sie gestóc objetosciowa powyzej 7,815 g/cni*. 10 15 L..Z.Graf. Znd tor 2 — illifó/da IWO egz. A-4 Cena 100 zl PL