[其他]低機械品質因素壓電陶瓷材料

在審

• 申請號: 101985000000710
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100710B
• 公開（公告）日: 1988-01-06
• 發明（設計）人: 劉永懷
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種包含有０．０５克分子的鋰銻酸鉛，０．４６克分子的鈦酸鉛０．４９克分子的鋯酸鉛，并以０．０１至０．１５的Ｓｒ置換Ｐｂ所形成的本發明的陶瓷材料，具有極低的機械Ｑ值，高的靈敏度，高的諧振阻抗及適宜的耦合系數，介電常數，且具有成本低。易于制造等特點，是超聲無損檢測較為理想的材料。

本發明屬于壓電陶瓷材料及其制法

在不同的使用場合，對壓電陶瓷材料的性能有不同的要求。在超聲無損檢測中，隨著探測精度的不斷提高，迫切要求探頭能適應高頻，高阻尼、高分辨率，小盲區的要求。從目前的材料性能來看，PZT材料雖有較高的靈敏度，但徑向和厚度的耦合系數Kp，Kt較為接近。機械Q值雖在100左右，但仍較高，PbTiO₃材料（上田一朗等Nati onal Tech Report.18（1972）413）雖然厚度耦合系數Kt比徑向耦合系數大得多，但機械Q值卻高達1000，PbNb₂O₆雖有厚度耦合系數大，介電常數低，Qm低（約11）等優點（Satoshi Nanamatsce etal.N.E.C Research ＆ Development.27（1972），17），但壓電常數d₃₃值又較低，同時該材料的制造工藝又不易掌握，另外PSN雖是無損檢測用的一種較好的材料，（L.Egerton and C.A Bieling Amer Ceram Soe Bull 47（1968）1151），但需采用熱壓工藝，不但材料的成本高，又不便于批量生產。另外PZT陶瓷一般的Qm在80左右，W.Wersing經過努力也只將Qm降至20左右（W.Wersing.Low-Q PZT Ceramics.Ferroelectrics 1980 Vo126，PP 783～86）再降低就很困難了。

本發明的目的就在于尋求一種新的材料，降低其徑向耦合系數，介電常數，機械Q值，提高諧振阻抗。改善工藝條件，以適應這方面的要求。

Pb（Li1/4Sb3/4)O₃-PbTiO₃-PbZrOs系固溶體具有低的機械Q值（約80左右）高的機電耦合系數（Kp約0.70左右）和高的介電常數（約1000左右）（JP 特昭45-35511）

本發明就是從這鋰銻鋯鈦酸鉛系出發，選取不同的各成份的組成百分比（克分子比），并且用不同量的Sr置換Pb來達到降低徑向耦合系數與厚度耦合系數之比，降低介電常數和機械Q值，提高諧振阻抗的目的。

本發明的一個實施例所包含的成份，其化學式為

｛Pb_1-xSr_x〔（Li1/4Sb3/4）〕O₃｝_0.05-｛Pb_1-xSr_xTiO₃｝_0.46-｛Pb_1-xSr_xZrO₃｝_0.49

亦即Pb_1-xSr_x〔（Li1/4Sb3/4）_0.05Ti_0.46Zr_0.49〕O₂

就是說以0.05克分子的鋰銻酸鉛(Pb(Li1/4Sb3/4)O₃)、0.46克分子的鈦酸鉛（PbTiO₃）和0.49克分子的鋯酸鉛（PbZrO₃）所形成的三元系固溶體，以0.01至0.15克分子的Sr置換Pb而得本發明的低Qm壓電陶瓷材料，其置換量X的最佳值為0.05克分子。