本发明专利技术揭示了一种以下列化学式1表示的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。根据本发明专利技术的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板固溶了锆或锡而使得成份比相似于用于制备BaTiO3系无铅压电陶瓷的基质材料并且从而能够尽量减少组织缺陷，可以通过晶体定向制造出呈现高位移特性的BaTiO3系无铅压电陶瓷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板及其制备方法。
技术介绍
电子产业的发展很大程度地得力于作为其材料的元件材料，元件材料的发达则引领着电子产业。其中，压电陶瓷(piezoelectricceramics)是一种在承受压力时产生电压，承受电场时发生机械式变形的材料，人们鉴于其在电子领域具备多样化的应用性而进行了很多研究。现有技术中具备优异压电特性的Pb(Zr，Ti)O3成份比的PZT系压电陶瓷应用于超声波器材、影像器材、音响器材、通信器材、传感器等广泛领域。然而，由于上述PZT系压电陶瓷含铅而迫使人们为了开发出能够替代上述PZT系压电陶瓷的压电材料而进行了很多研究，作为能够替代上述PZT系压电陶瓷的材料，使用了不含铅的BaTiO3(BT)系、Bi-layertype系、Biperovskitetype(BNKT)系、K0.5Na0.5NbO3(KNN)系、tungstenbronze系等材料的无铅压电陶瓷受到了人们的关注。尤其是，最近BaTiO3(BT)系材料作为压电陶瓷的候补物质之一而进一步受到了瞩目。上述BT系无铅压电陶瓷的粒子晶体方位呈现出无秩序的多晶体相、电场感应变形特性相对较弱、运行电场较高，由于前述诸多缺点而不适合作为需要高位移特性的致动器等处。有鉴于此，现有技术揭示了下列
技术实现思路
，该技术为了提高BT系无铅压电陶瓷的压电特性而使用板状BT系模板(template)把压电陶瓷的晶体定向而制成具备单轴性晶体方向的压电陶瓷，从而提高电场感应变形特性并减少了运行电场的无铅压电陶瓷。如前所述的晶体定向技术在化学成分没有变化的情形下控制微细结构而得以大幅提高压电特性。然而，用于制造无铅压电陶瓷的现有基质材料不使用纯BT系而使用固溶了锆或锡等元素的BT系陶瓷，与此相反地，用于晶体定向的上述板状模板则使用了纯BT系材料。因此，用于制备BT系陶瓷的基质材料的成份比与晶体定向用模板的化学成份比的差异导致模板扮演着一种如同缺陷的角色，在提高压电陶瓷的压电特性时受到了限制，因此迫切需要开发出补救方法。【先前技术文献】【专利文献】(专利文献01)韩国注册专利第10-1453150号(公开日期：2014.10.14)(专利文献02)韩国注册专利第10-1352778号(公开日期：2014.01.09)(专利文献03)韩国注册专利第10-1073136号(公开日期：2011.10.06)(专利文献04)韩国注册专利第10-1431369号(公开日期：2014.08.11)
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的上述问题，有鉴于用于制造BaTiO3系压电陶瓷的基质材料的成份比与晶体定向用模板的化学成份比的差异导致BaTiO3系压电陶瓷的压电特性的提升受到了限制，本专利技术揭示了有关BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板的
技术实现思路
，该晶体定向用模板的成份比与基质的成份比相似而得以通过晶体定向制造出呈现高位移特性的无铅压电陶瓷。为了达到上述技术课题，本专利技术揭示了一种以下列化学式1表示的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。而且，上述BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示。而且，平均粒子大小为2到20μm。而且，本专利技术揭示了一种晶体定向用模板的制备方法，其包括下列步骤：(a)对包含钛氧化物及元素A的氧化物(但，A是Zr或Sn)的第一混合物进行第一次热处理而制备钛/元素A固溶氧化物粉末；(b)对包含上述钛/元素A固溶氧化物粉末、铋氧化物及混合盐的第二混合物进行第二次热处理而制备板状模板前驱体；及(c)对包含上述板状模板前驱体及钡前驱体的第三混合物进行第三次热处理而制备以下列化学式1表示的板状模板：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。而且，上述板状模板以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示。而且，上述以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示的板状模板在1100到1300℃的温度下对上述第一混合物进行第一次热处理180到300分钟后制成。而且，上述以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示的板状模板在900到1000℃的温度下对上述第二混合物以超过30分钟、少于120分钟地进行第二次热处理地制备。而且，上述以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示的板状模板在950到1100℃的温度下对上述第三混合物以超过30分钟、少于120分钟地进行第三次热处理地制备。而且，上述以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示的板状模板以上述板状模板前驱体1摩尔为基准把上述钡前驱体7到12摩尔加以混合地制备。而且，本专利技术揭示一种BaTiO3系无铅压电陶瓷的制备方法，其包括下列步骤：(i)把以下列化学式1表示的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板排列在基质的内部制成成型物；及(ii)对上述步骤(i)制备的成型物进行热处理制成晶体定向的BaTiO3系无铅压电陶瓷：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。而且，上述步骤(i)利用流延成型(tapecasting)或丝网印刷方法实行。而且，上述成型物以上述基质的重量％为基准包含上述BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板2到10重量％。根据本专利技术的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板固溶了锆或锡而使得成份比相似于用于制备BaTiO3系无铅压电陶瓷的基质材料并且从而能够尽量减少组织缺陷，可以通过晶体定向制造出呈现高位移特性的BaTiO3系无铅压电陶瓷。附图说明图1是根据(a)实施例1的方法制备的固溶体粉末、(b)在1200℃下进行热处理4小时的二氧化钛粉末及(c)二氧化钛粉末的X射线衍射分析结果。图2是(a)在1050℃进行第二次热处理1小时、(b)在1000℃进行第二次热处理2小时，(c)在1000℃进行第二次热处理1小时及(d)在900℃进行第二次热处理1小时后制成的模板前驱体各自的X射线衍射分析结果。图3是(a)在1000℃进行第二次热处理1小时、(b)在900℃进行第二次热处理1小时、(c)在1000℃进行第二次热处理2小时、(d)在1050℃进行第二次热处理1小时后制成的模板前驱体各自的SEM图像。图4是根据实施例2的模板的(a)X射线衍射分析结果及(b)SEM图像。图5是根据实施例1、实施例3及比较例1的方法制备的模板的X射线衍射分析结果。图6是根据(a)实施例1、(b)实施例3及(c)比较例1的方法制备的板状模板的SEM图像。图7是根据实施例1、实施例4、实施例5、比较例2及比较例3的方法制备的模板的X射线衍射分析结果。图8是根据(a)实施例1、(b)实施例4、(c)实施例5、(d)比较例2及(e)比较例3的方法制备的模板的SEM图像。具体实施方式本专利技术揭示了一种以下列化学式1表示的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。上述晶体定向用模板用于由不含铅(Pb)的BaTiO3(BT)系无铅压电陶瓷(Lead-freepiezoelectricceramics)构成的基质(matrix本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板，其以下列化学式1表示：[化学式1]Ba(Ti1‑xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。
【技术特征摘要】
2015.09.10 KR 10-2015-01283481.一种BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板，其以下列化学式1表示：[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。2.根据权利要求1所述的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板，其特征在于，以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示。3.根据权利要求2所述的BaTiO3系无铅压电陶瓷的晶体定向用模板，其特征在于，平均粒子大小为2到20μm。4.一种晶体定向用模板的制备方法，其包括下列步骤：(a)对包含钛氧化物及元素A的氧化物(但，A是Zr或Sn)的第一混合物进行第一次热处理而制备钛/元素A固溶氧化物粉末；(b)对包含上述钛/元素A固溶氧化物粉末、铋氧化物及混合盐的第二混合物进行第二次热处理而制备板状模板前驱体；及(c)对包含上述板状模板前驱体及钡前驱体的第三混合物进行第三次热处理而制备以下列化学式1表示的板状模板；[化学式1]Ba(Ti1-xAx)O3(但，A是Zr或Sn，0＜x＜1)。5.根据权利要求4所述的晶体定向用模板的制备方法，其特征在于，上述板状模板以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示。6.根据权利要求5所述的晶体定向用模板的制备方法，其特征在于，上述以Ba(Ti0.9Zr0.1)O3表示的板状模板在1100到1300℃的温度下对上述第一混合物进行第一次热处理180到300...
【专利技术属性】
技术研发人员：全在昊，车贤爱，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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