[其他]低Qm的鈦酸鉛壓電陶瓷材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85100705
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85100705B
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王世長(zhǎng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C04B35/46
• 分類號(hào): C04B35/46
• 代理公司: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所專利辦公室
• 代理人: 劉文意

本發(fā)明屬于一種鈦酸鉛改性壓電陶瓷材料。

金屬探傷、巖體探傷以及醫(yī)學(xué)超聲均需要 寬帶窄脈沖超聲探頭，而制做這種探頭要求壓 電換能材料的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)越低越好，同時(shí)又 要求壓電材料的平面機(jī)電偶合系數(shù)K_p盡量小， 而要求厚度機(jī)電偶合系數(shù)K_t盡量大。呈現(xiàn)K_t＞＞ K_p的特性。

對(duì)于上述要求一般壓電陶瓷材料是不能滿 足的。例如PZT-5A?Q_m＝75?K_p＝0.60 K_t＝0.49，這樣的材料不但Q_m值太大了，而 且K_p與K_t又太相近了(見O.E.Mattiat， Ultrasonic?Transducer?Materials)。

現(xiàn)有的鈦酸鉛壓電陶瓷雖然具有K_t＞＞K_p的寶貴特點(diǎn)，但是它的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)太大了， 一般都在幾百至一千的范圍內(nèi)。文獻(xiàn)“Effec- ts?of?additives?on?Piezoelectric?and?related? Properties?of?PbTiO₃?Ceramics”。中介紹摻 加氧化釓(Gd₂O₃)的鈦酸鉛陶瓷Q_m＝72 K₃₃＝0.028?K_p＝0.044，而摻加氧化鈮(Nb₂O₅) 的鈦酸鉛陶瓷Q_m＝70?K₃₃＝0.16?K_p＝0.06； 能得到Q_m＝70的鈦酸鉛陶瓷是可貴的，但是 由于Q_m＝70對(duì)超聲探傷換能探頭來說仍不滿 足，并且K₃₃也并非遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于K_p。因此上述兩 種鈦酸鉛材料不能滿足超聲探傷的要求〔見 I.Ueda：Effects?of?additives?on?Piezoelectric? and?related?Propert?ies?of?PbTiO₃?Ceramics， Japan.J.appl.Phys.11.450(1972)〕。

偏鈮酸鉛P₆Nb₂O₆壓電陶瓷材料在所有的 材料中Q_m最低，Q_m＝11?K_t＝0.37?K_p＝0.07， 這種材料不但Q_m低，同時(shí)K_t＞＞K_p，這樣的 材料是可以滿足超聲探傷探頭的要求的；但是 偏鈮酸鉛材料制造是困難的，很難得到成品， 不能進(jìn)行批量生產(chǎn)，偏鈮酸鉛所用的原料氧化 鈮Nb₂O₅價(jià)錢昂貴，這對(duì)實(shí)際推廣應(yīng)用是很不 利的。

本發(fā)明的目的是提供一種低Q_m的改性鈦 酸鉛壓電陶瓷。它不但具有很低Q_m值，同時(shí) 它的K_t＞＞K_p，這種材料很容易制造，制造成 本低投資少，合于批量生產(chǎn)，所以本發(fā)明克服 了上述諸材料的缺點(diǎn)，而成為滿足制造寬帶窄 脈沖探頭的優(yōu)良?jí)弘娞沾刹牧稀?

本發(fā)明是由鈦酸鉛、稀土金屬氧化物、二 氧化錳所組成。其配方如下：

Pb_(1-X)〔Pb〕_XTiO₃+1.27克分子％稀土 金屬氧化物+0.9克分子％二氧化錳。

其中Pb的注腳為克分子數(shù)。0.02≤X≤0.17， 稀土金屬氧化物可以是氧化鑭或氧化釤或氧化 鈰。添加物分子式分別是氧化鑭——La₂O₃氧 化釤——Sm₂O₃，氧化鈰——CeO₂二氧化錳 ——MnO₂。

本發(fā)明的最佳實(shí)例：