RO109482B1

RO109482B1 - Material piroelectric compozit, cu coeficient piroelectric mare

Info

Publication number: RO109482B1
Application number: RO93-00931A
Authority: RO
Inventors: Constantin Constantin; Lucian Pintilie; Lidia Ribco; Marin Alexe
Original assignee: Inst De Fizica Si Tehnologia M
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1995-02-28

Abstract

Invenția se referă la un material piroelectric compozit, cu coeficient piroelectric mare, utilizat pentru realizarea de dispozitive, în special detectoare piroelectrice, fiind constituit dintr-un material ceramic, tip PLZT (titano-zirconat de plumb dopat cu lantan), sub formă de plachetă, cu compoziție omogenă, având la suprafață o zonă constituită dintr-un număr foarte mare de straturi suprapuse de PLZT, cu conținut diferit de lantan și corespunzător, cu temperaturi Curie diferite.

Description

Invenția se referă la un material piroelectric compozit, cu coeficient piroelectric mare, utilizat pentru realizarea de dispozitive, în special, detectoare piroelectrice.

Este cunoscut un material piroelectric compozit utilizat la realizarea unor detectoare piroelectrice, materialul fiind de tip ceramic conținând titanat de plumb -lantan -zirconiu, cu compoziție omogenă în toată grosimea materialului.

Coeficientul piroelectric al acestui material are o valoare aproape constantă până la o treime din temperatura Curie, după care începe o creștere, iar la temperatura Curie apare un maxim pronunțat după care coeficientul scade spre zero. Dezavantajul acestui material constă în valoarea relativ mică a coeficientului piroelectric, uzual fiind 6,5 x 10‘⁴pC/cm²K.

Problema pe care o rezolvă invenția de față este realizarea unui material de tip ceramică cu un coeficient piroelectric mare și relativ constant în domeniul de temperatură -20° ... + 70°C.

Materialul piroelectric compozit, cu coeficient piroelectric mare, utilizat pentru realizarea de dispozitive, în special detectori piroelectrici, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că este constituit dintr-o plachetă de material ceramic tip PLZT (titano-zirconat de plumb dopat cu lantan), în care conținutul de lantan variază de la 0,02 la 0,20 în grosimea plachetei prin punerea în contact pe o zonă de la suprafața plachetei a unui număr foarte mare de straturi cu compoziții diferite și temperaturi Curie diferite.

Avantajele materialului piroelectric, conform invenției, sunt următoarele:

- coeficient piroelectric de aproximativ 4 ori mai mare decât a materialelor uzuale șî relativ constant pe intervalul -20° ... + 70° C.

- posibilitate de obținere a materialului relativ simplă, prin pulverizare catodică și difuzie termică.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu figura, care reprezintă variația coeficientului piroelectric al materialului conform invenției.

Materialul piroelectric, conform invenției, este constituit dintr-un material ceramic de tip PLZT (titano-zirconat de plumb dopat cu latan), cu compoziție Pb_Oi8 Lao_iO2Zr₀₆₅ TÎ03J O₃ , sub formă de plachetă cu compoziție omogenă, având la suprafață o zonă constituită dintr-un număr foarte mare de straturi suprapuse de PLZT cu conținut diferit de lantan (Pb^ La_x Zr_0>65 Tio_>35 O₃) în care, conținutul de lantan x variază de la 0,02 la 0,20.

Materialul, conform invenției, poate fi realizat plecând de la o plachetă (de exemplu, de 0,4 mm grosime) din materialul Pb_0>98 Lao_i02Zr_O65 Tio_t35 O₃ presat la cald și foarte bine polisat pe una din fețe. Materialul are temperatura Curie de aproximativ 260°C. Pe această fața se depune prin pulverizare catodică un strat de circa Ιμηι grosime din materialul Pb_0>8 La^ Zr_0>65 Tio_>35 O₃ și apoi se face un tratament termic care asigură difuzia lantanului. Se realizează în felul acesta o zonă de circa 5 gm grosime în care compoziția de lantan variază în mod continuu de la 0,02 la 0,2. Deci, pe această grosime rezultă o infinitate de straturi suprapuse de material piroelectric cu temperaturi Curie ce variază continuu între 60°C și 265°C. Coeficientul piroelectric obținut este înfășurătoarea curbelor de variație a coeficientului piroelectric cu temperatura, pentru diferitele concentrații de lantan ce corespund straturilor suprapuse. Rezultatul acestor straturi suprapuse în mod continuu este un coeficient piroelectric mult mai mare, comparativ cu coeficienții piroelectrici ai straturilor componente, cât și cu coeficienții piroelectrici ai materialelor cunoscute până în prezent.

în figură este reprezentată variația coeficientului piroelectric cu temperatura pentru trei straturi suprapuse, cu conținut de lantan de 0,02; 0,08 și 0,10, cât și pentru o plachetă în care s-a realizat difuzie de latan conform invenției.

Valoarea coeficientului piroelectric crește până la 24 x IO⁴ pC/cm² K (de aproximativ 4 ori mai mare decât pentru materialele cunoscute).

Claims

Revendicări

1. Material, piroelectric compozit, cu coeficient piroelectric mare, utilizat pentru realizarea de dispozitive, în special, detectori piroelectrici. caracterizat prin aceea ca este constituit dintr-o plachetă de material ceramic tip PLZT cu compoziție (Pb,._x La_x Zr₀₆, Ti₀₃₅O₃) în care conținutul de Iantan x variază de la 0,02 la 0,20 în grosimea plachetei prin punerea în contact pe o zonă a unui număr foarte mare de straturi cu compoziții diferite 5 și temperaturi Curie diferite.
2. Material piroelectric, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că zona de straturi cu compoziții diferite de

Iantan are o variație continuă a conținutului de Iantan de la 0,02 la 0,2 pe o grosime de 5/zm, fiind conținută pe suprafața plachetei de material PLZT ce are o compoziție omogenă cu Iantan 0,02, zona de straturi cu compoziții diferite de Iantan fiind obținută prin difuzia termică a unui strat de Ιμιη din Pb_og La^ Zr₀₆₅ Ti₀₃₅ O₃ depus pe plachetă prin pulverizare catodică.