具有减少的铅含量的压电陶瓷材料制造技术

本发明专利技术涉及基于铌酸钾钠(KNN)具有减少的铅含量的并且具有一定基本组成的压电陶瓷材料。根据本发明专利技术，加入Pb、Nb和任选Ag和任选Mn的混合物，从而在材料的可再现的电性能和机械性能的情况下获得宽的烧结区间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的具有一定基本组成的基于铌酸钾钠(KNN)并且具有减少的铅含量的压电陶瓷材料。目前制备压电陶瓷材料的现有技术的特征是在致力于向不含铅或铅含量减少的产品转变方面的改革。因此在指令2011/65/EU(RoHS2)中要求采取措施从而减少电气设备和电子设备中的特别有害物质(例如铅)的使用。因此，基本材料中铅含量例如大于0.1重量％的材料受到限制并且只有特别许可才能进行销售。然而更为环保的原材料替代品必须具有至少与目前的含铅变体形式相同的性能和相似的参数。目前，当例如涉及机动车辆领域或传感器中的快速切换压电应用时，钛酸铅锆(PZT)是最通常使用的压电陶瓷基本材料。已经提出用铌酸钾钠(KNN)替代PZT。特别地，用锂、钽和锑对KNN材料进行复杂的改性(“Lead-freepiezoceramics”，Saito等人；LetterstoNature，2004)具有替代PZT的潜力。因此EP1382588A1描述了不含铅的压电陶瓷组成，所述组成具有通式{Lix(K1-yNay)1-x

【技术保护点】
基于铌酸钾钠(KNN)的具有减少的铅含量的压电陶瓷材料，具有以下基本组成(KxNayLi1‑x‑y)a(MnuTavSbwNb1‑u‑v‑w)O3，其中0<x<1y；0<y<1；0<u<0.01；0<v<0.3；0≤w<0.2并且0.95<a<1.05；x+y≤1；其特征在于按照k重量％的Pb+l重量％的Nb+m重量％的Ag加入Pb、Nb和任选Ag的混合物其中0<k<0.5；0<l<1；0≤m<1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.07 DE 102013013182.01.基于铌酸钾钠(KNN)的具有减少的铅含量的压电陶瓷材料，具有以下基本组成
(KxNayLi1-x-y)a(MnuTavSbwNb1-u-v-w)O3，其中
0<x<1y；0<y<1；0<u<0.01；0<v<0.3；0≤w<0.2并且
0.95<a<1.05；x+y≤1；
其特征在于
按照k重量％的Pb+l重量％的Nb+m重量％的Ag加入Pb、Nb和任选Ag的混合物
其中
0<k<0.5；0<l<1；0≤m<1。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0.001<k≤0.2。
3.根据权利要求1或2任一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0<l≤0.179。
4.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0.001<k≤0.2并且0
<l≤0.179。
5.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0.001<k≤0.1。
6.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0.022<l≤0.09。
7.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，0.001<k≤0.1并且
0.022<l≤0.09。
8.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，k:l的比例在1:0.9
至1:0.3的范围内。
9.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，加入k重量％的Pb、l
重量％的Nb和n重量％的Mn的混合物，其中n:l的比例在0.05至0.15:0.30的范围内。
10.根据权利要求9所述的压电陶瓷材料，其特征在于，k:n:l的比例为1:0.09:0.30。
11.根据前述权利要求至少一项所述的压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料
具有在>20K...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·亨尼希，A·基纳斯特，M·特普费尔，M·霍夫曼，
申请(专利权)人：PI陶瓷技术及元件有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE