SU975681A1

SU975681A1 - Piezoelectric ceramic material

Info

Publication number: SU975681A1
Application number: SU813270457A
Authority: SU
Inventors: Евгений Григорьевич Фесенко; Алла Яковлевна Данцигер; Ольга Николаевна Разумовская; Наталья Владимировна Дергунова; Светлана Ивановна Дудкина; Александр Николаевич Клевцов; Валерий Афанасьевич Сервули
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет
Priority date: 1981-01-19
Filing date: 1981-01-19
Publication date: 1982-11-23

Description

(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ (54) PIEZOELECTRIC CERAMIC

Изобретение относитс к пьезоэлектрическим керамическим материа- лам и может быть использовано дл создани высокочастотных преобразо-. вателей, в частности дл дефектоскопов , работаим их в услови х повышенной температуры.The invention relates to piezoelectric ceramic materials and can be used to create high frequency transducers. operators, in particular for flaw detectors, we work them in conditions of elevated temperature.

Известны пьезокерамические материалы на основе чвтырехкомпонентных систем твердых растворов, содержащих PbTiO и PbZrOJi H два других компонента типа РЬВ, л вуо-1,11Однако указанные материалы имеют недостаточно высокую температуру Кюри f S и поэтому не могут примен тьс при повышенных рабочих температурах (300-320с) . Кроме того, |лногие из указанных материалов обладают недостаточно низкими значени ми диэлектрической проницаемости, необходимыми дл работы в высокочастотном диапазоне.Piezo-ceramic materials based on four-component systems of solid solutions containing PbTiO and PbZrOJi H are two other components of the type PLB, luo-1.11. However, these materials do not have a sufficiently high Curie temperature f S and therefore cannot be used at elevated operating temperatures (300-320 ). In addition, many of these materials have insufficiently low dielectric constant values necessary for operation in the high frequency range.

Наиболее близкой к изобретению вл етс трехксилтонентна система }, содержаща РЬТЮэ, PbZrO-,,, в следующих количествах, мол.%:Closest to the invention is a three-xylonent system} containing PbTue, PbZrO - ,,, in the following amounts, mol%:

42,0-45,0 42.0-45.0

PbTiO% PbZrOlb 53,0 PbW jiCcV Oa 2,0-5,0 МАТЕРИАЛPbTiO% PbZrOlb 53.0 PbW jiCcV Oa 2.0-5.0 MATERIAL

Однако известные материалы при высоком коэффициенте электромеханической св зи Кр 0,57-0,63 имеют недостаточно высокие температуры Кюри Т 339-359°С, низкую те.мпературную стабильность электрофизических параметров и недостаточно низкие значени диэлектрической проницаемости . 780-840.However, the known materials with a high electromechanical coupling coefficient Kp 0.57-0.63 have insufficiently high Curie temperatures T 339–359 ° C, low temperature stability of the electrophysical parameters and insufficiently low values of the dielectric constant. 780-840.

10ten

Целью изобретени вл етс повышение точки кюри, улучшение температурной стабильности электрофизических параметров, снижение диэлектрической проницаемости и температуры The aim of the invention is to increase the Curie point, improve the temperature stability of the electrophysical parameters, reduce the dielectric constant and temperature.

15 спекани .15 cakes.

Указанна цель достигаетс тем, что пьезоэлектрический керамический материал, включающий PbTiO, PbZrOj и Pb(W,d.,/) 0,, содержит указанныеThis goal is achieved by the fact that a piezoelectric ceramic material including PbTiO, PbZrOj and Pb (W, d., /) 0, contains the indicated

T,.jrr, тп. тэ гчт1латт1гглттЮ и r/ i TUrtitMaMUl T, .jrr, tp. te ght1latt1gglttyu and r / i TUrtitMaMUl

в следующем соотношении.in the following ratio.

компоненты мол.%:components mol.%:

РЬТЮг 61,0-75,0Rtiug 61.0-75.0

PbZr09 10,0-37,0PbZr09 10.0-37.0

25 ,,) 0., 2,0-15,025 ,,) 0., 2,0-15,0

Синтез составов осуществл етс по обычной керс1мической технологии в защитной атмосфере РЬО. Температура синтеза 850°С, продолжительность 30 10 ч. Спекание образцов производитс методом гор чего прюссовани по следующему режиму: температура 1025ИбСУС , давление 19,6 МПа, врем выдержки 40 мин.The synthesis of the compositions is carried out according to the usual kersemic technology in a protective atmosphere of PbO. The synthesis temperature is 850 ° C, the duration is 30–10 hours. Sintering of the samples is carried out by hot pressing in the following mode: temperature 1025 б sBSS, pressure 19.6 MPa, holding time 40 min.

Температуры спекани составов приведены в табл. 1.The sintering temperatures of the compositions are given in table. one.

Пол ризаци образцов проводитс в полиэтилсилоксановой жидкости ПЭС-5 при 140°С в течение 45 мин в поле напр женностью 4,0-4,3 MB с последующим охлаждением под полем ,до .The polarization of the samples is carried out in a PES-5 polyethylsiloxane liquid at 140 ° C for 45 minutes in a field with a strength of 4.0-4.3 MB, followed by cooling under the field, up to.

Измерение электрофизических параметров проводитс через 24 ч после пол ризации в соответствии с ГОСТ 12370-72.Measurement of electrophysical parameters is carried out 24 hours after polarization in accordance with GOST 12370-72.

Электрофизические характеристики исследованных составов приведены в табл. 2. Составы имеют следующие значени : температура Кюри 1 397-455С, коэффициент электромеханической св зи Кр 0,083-0,320, диэлектрическа проницаемость 233-460.Electrophysical characteristics of the investigated compositions are given in table. 2. Compositions have the following meanings: Curie temperature 1 397-455 C, coefficient of electromechanical coupling Kp 0.083-0.320, dielectric constant 233-460.

Результаты измерени температурной стабильности электрофизических параметров предлагаемого и известного материалов приведены в табл. 3.The results of measuring the temperature stability of the electrophysical parameters of the proposed and known materials are given in Table. 3

Расширение интервала концентраций PbTiO или PbZrO предлагаемого пьeзoкepa 1ичecкoгo материала приводит либо к резкому снижению коэффициента электромеханической св зи, пьезомодул , либо к снижению температуры сегнетоэлектрического фазового перехода Tj и повышению диэлектрической проницаемости.The expansion of the PbTiO or PbZrO concentration range of the proposed piezoelectric 1st material leads either to a sharp decrease in the electromechanical coupling coefficient, piezomodule, or to a decrease in the temperature of the ferroelectric phase transition Tj and an increase in the dielectric constant.

Предлагаемый пьезокерамический материал спекаетс при более низких темгт-эратурах (VQ 1-025 1180°С} по сравнению с известными (, 1080-1280°С), что делает его болееThe proposed piezoceramic material is sintered at lower temp-grades (VQ 1-025 1180 ° C} compared with the known (, 1080-1280 ° C), which makes it more

техно.огичным и эконЪмически выгодным длл промышленного производства.techno.ogichnym and economically profitable dll industrial production.

Сочетание высоких -значений температуры Кюри Ту с низкими значени ми диэлектрической проницаемостиThe combination of high Curie temperature Tu values with low dielectric constant values

при сравниа шьно высоких значени х коэффициента электромеханической св зи Кр и пьезомодул d-,, (табл. 1) позвол ет использовать предлагаемый материал дл создани высокочастотных пьезопреобразователей , работающих при повышенных температурах . By comparing the high values of the electromechanical coupling coefficient Kp and piezomodul d- ,, (Table 1), the proposed material can be used to create high-frequency piezoelectric transducers operating at elevated temperatures.

rOOUlOCOLOOLnnOLOOr O tM N -H HtNCNCN nrOtSCVjrnrO(NrMrOOUlOCOLOOLnnOLOOr ~ tM N -H HtNCNCN nrOtSCVjrnrO (NrM

1П1Л1Л1ЛОООО1ЛШ1Л1Л Н НгНтЧ r r-r-r-I t -r--t kDVto43VDVO« kDlO1П1Л1Л1ЛОООО1ЛШ1Л1Л Н НгНтЧ r r-r-r-I t -r - t kDVto43VDVO "kDlO

смгочщуэг ооелотнмптгшчоsmgchschueg oooelotnmptschcho

ЛL

аbut

SS

ч ю It нh it it n

г mg m

0000

оabout

г.year

пP

VO РОVO PO

0000

о оoh oh

о ш пabout sh p

ЧH

соwith

1Л1L

ш гоw go

N пN p

VOVO

оаoa

оabout

i4 ОЧi4 OFP

юYu

о о t00about o t00

мm

г« g "

пP

ч mh m

Claims

1Л 11975681 The invention of the Piezoelectric ceramic material containing PbT10, PbZrOf and Pb (.) 0, characterized in that, in order to increase the Curie point, improve the temperature stability of the electrophysical parameters, decrease the dielectric constant and sintering temperature, it contains these components the following ratio, mol.%: with cl. PbTiO 61.0-75.0 PbZrO 10.0-37.0 Pb (% Cd ,, 2.0-15.0 Sources of information that are taken into account during the examination. 1. British Patent No. 1430475, С 01 F, 1976.

2. USSR author's certificate 9395, cl. From 04 to 35/46, 1970.