一种压电陶瓷材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种压电陶瓷材料的制备方法，其包括如下步骤：配料、压滤、烘干压块、预烧、二次球磨、喷雾造粒、成型、排塑、烧结。与现有技术相比，本发明专利技术具有如下技术效果：1、本发明专利技术制备的压电陶瓷材料具有较高的压电系数，能够显著提高压电陶瓷材料的使用寿命；2、本发明专利技术制备的压电陶瓷材料具有良好的稳定性和机械强度，适用于超声清洗、超声钻孔、超声焊接等领域。

A preparation method of piezoelectric ceramic materials

The invention discloses a preparation method of piezoelectric ceramic material, which comprises the following steps: mixing, pressing, drying, pressing, pre burning, two times ball milling, spray granulation, molding, molding and sintering. Compared with the prior art, the invention has the following effects: piezoelectric coefficient of piezoelectric ceramic material 1, prepared by the invention has high, can significantly improve the service life of piezoelectric ceramics; piezoelectric ceramic material 2, prepared by the invention has good stability and mechanical strength, suitable for ultrasound ultrasonic cleaning, ultrasonic welding, drilling, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种压电陶瓷材料的制备方法
本专利技术涉及压电材料技术，具体涉及到一种压电陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
压电陶瓷是指用必要成份的原料进行混合、成型、高温烧结，由粉粒之间的固相反应和烧结过程而获得的微细晶粒无规则集合而成的多晶体。压电陶瓷除具有压电性外,还具有介电性、弹性等,已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压电陶瓷材料的制备方法，经本专利技术所述方法制备的压电陶瓷材料具有较高的压电系数、且使用寿命较长，专利技术提供一种压电陶瓷材料的制备方法，其具体技术方案如下：一种压电陶瓷材料的制备方法，其包括如下步骤：配料：按如下重量百分比的原料选料配比：四氧化三铅62～70％、二氧化锆12～15％、二氧化钛12～18％、稀土4～8％；混料：使用球磨机将各种原材料磨成粒径为5～7um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；压滤：将上述浆料用压滤机过滤脱水；烘干压块：将过滤脱水的浆料烘干，并使用压块机预压成块状的料块；预烧：将料块进行预烧，预烧温度为500～800℃，预烧时间为3～5h；二次球磨：使用球磨机将预烧后的料块磨成粒径为3～5um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；喷雾造粒：在二次球磨获取的浆料中加入表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。成型：将喷雾造粒获得的材料与粘合剂混合后使用模压工艺成形；排塑：将成型后的材料加热至600～800℃，并保持10-30min；烧结：将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度为900～1200℃，烧结时间为2～4h。在一个具体实施例中，所述喷雾造粒过程中，加入的表面活性剂的重量为原料量重量的0.3％、进口温度控制在300～340℃、出口温度控制在100℃～120℃、进入喷雾塔内的浆料温度保持在55℃～65℃。在一个具体实施例中，所述成型步骤中，所述粘合剂的重量为原材料重量的2～3％，所述粘合剂的配方为：聚乙烯醇15％、甘油7％、酒精3％、蒸馏水75％。在一个具体实施例中，所述成型步骤中，所述粘合剂的重量为原材料重量的2～3％，所述粘合剂为酚醛树脂。在一个具体实施例中，所述混料步骤中，所述去离子水的重量为原材料重量的50～70％。在一个具体实施例中，所述二次球磨步骤中，所述去离子水的重量为原材料重量的50～70％。与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：1.本专利技术制备的压电陶瓷材料具有较高的压电系数和居里温度，能够显著提高压电陶瓷材料的使用寿命；2、本专利技术制备的压电陶瓷材料具有良好的稳定性和机械强度，适用于超声清洗、超声钻孔、超声焊接等领域。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例1将四氧化三铅粉体62克、二氧化锆粉体15克、二氧化钛粉体18克、稀土粉体5克混合在在一起使用球磨机磨至粒径5um，将混合粉料置于砂磨机内并加入50g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。将浆料用压滤机过滤脱水并烘干，然后使用压块机预压成块状的料块，将料块进行预烧，预烧温度为800℃，预烧3h后再将料块使用球磨机磨至粒径3um。再次将获得的粉料置于砂磨机内并加入50g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。在浆料中加入0.3g表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。喷雾造粒过程中,进口温度控制在300℃、出口温度控制在100℃、进入喷雾塔内的浆料温度保持在55℃。将喷雾造粒获得的材料与2g粘合剂混合拌匀后使用模压工艺压制成型。按重量百分比计，所述粘合剂的组成如下：聚乙烯醇15％、甘油7％、酒精3％、蒸馏水75％。将成型后的材料加热至600℃，并保温30min，以排出其中的粘合剂，将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度设定为900℃，烧结时间设定为4h。实施例2将四氧化三铅粉体70克、二氧化锆粉体12克、二氧化钛粉体12克、稀土粉体6克混合在在一起使用球磨机磨至粒径7um，将混合粉料置于砂磨机内并加入60g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。将浆料用压滤机过滤脱水并烘干，然后使用压块机预压成块状的料块，将料块进行预烧，预烧温度为500℃，预烧5h后再将料块使用球磨机磨至粒径5um。再次将获得的粉料置于砂磨机内并加入60g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。在浆料中加入0.3g表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。喷雾造粒过程中,进口温度控制在340℃、出口温度控制在120℃、进入喷雾塔内的浆料温度保持在65℃。将喷雾造粒获得的材料与3g粘合剂混合拌匀后使用模压工艺压制成型。按重量百分比计，所述粘合剂的组成如下：聚乙烯醇15％、甘油7％、酒精3％、蒸馏水75％。将成型后的材料加热至800℃，并保持10min，以排出其中的粘合剂，将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度设定为1200℃，烧结时间设定为2h。实施例3将四氧化三铅粉体68克、二氧化锆粉体14克、二氧化钛粉体14克、稀土粉体4克混合在在一起使用球磨机磨至粒径6um，将混合粉料置于砂磨机内并加入70g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。将浆料用压滤机过滤脱水并烘干，然后使用压块机预压成块状的料块，将料块进行预烧，预烧温度为750℃，预烧4h后再将料块使用球磨机磨至粒径4um。再次将获得的粉料置于砂磨机内并加入70g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。在浆料中加入0.3g表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。喷雾造粒过程中,进口温度控制在320℃、出口温度控制在110℃、压力控制在-0.16KPa、进入喷雾塔内的浆料温度保持在60℃。将喷雾造粒获得的材料与2.5g的酚醛树脂混合拌匀后使用模压工艺压制成型。将成型后的材料加热至650℃，并保持20min，以排出其中的酚醛树脂，将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度设定为1050℃，烧结时间设定为3h。实施例4将四氧化三铅粉体64克、二氧化锆粉体13克、二氧化钛粉体15克、稀土粉体8克混合在在一起使用球磨机磨至粒径6um，将混合粉料置于砂磨机内并加入70g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。将浆料用压滤机过滤脱水并烘干，然后使用压块机预压成块状的料块，将料块进行预烧，预烧温度为750℃，预烧4h后再将料块使用球磨机磨至粒径4um。再次将获得的粉料置于砂磨机内并加入70g去离子水搅拌砂磨，得到浆料。在浆料中加入0.3g表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。喷雾造粒过程中,进口温度控制在320℃、出口温度控制在110℃、压力控制在-0.16KPa、进入喷雾塔内的浆料温度保持在60℃。将喷雾造粒获得的材料与2.5g的酚醛树脂混合拌匀后使用模压工艺压制成型。将成型后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：配料：按如下重量百分比的原料选料配比：四氧化三铅62～70％、二氧化锆12～15％、二氧化钛12～18％、稀土4～8％；混料：使用球磨机将各种原材料磨成粒径为5～7um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；压滤：将上述浆料用压滤机过滤脱水；烘干压块：将过滤脱水的浆料烘干，并使用压块机预压成块状的料块；预烧：将料块进行预烧，预烧温度为500～800℃，预烧时间为3～5h；二次球磨：使用球磨机将预烧后的料块磨成粒径为3～5um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；喷雾造粒：在二次球磨获取的浆料中加入表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。成型：将喷雾造粒获得的材料与粘合剂混合后使用模压工艺成形；排塑：将成型后的材料加热至600～800℃，并保持10‑30min；烧结：将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度为900～1200℃，烧结时间为2～4h。

【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：配料：按如下重量百分比的原料选料配比：四氧化三铅62～70％、二氧化锆12～15％、二氧化钛12～18％、稀土4～8％；混料：使用球磨机将各种原材料磨成粒径为5～7um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；压滤：将上述浆料用压滤机过滤脱水；烘干压块：将过滤脱水的浆料烘干，并使用压块机预压成块状的料块；预烧：将料块进行预烧，预烧温度为500～800℃，预烧时间为3～5h；二次球磨：使用球磨机将预烧后的料块磨成粒径为3～5um的粉料，将所得粉料置于砂磨机内并加入去离子水，砂磨得到浆料；喷雾造粒：在二次球磨获取的浆料中加入表面活性剂并配以剪切搅拌，通过水浴加热进料管道，控制进入喷雾塔内的浆料温度，进行喷雾造粒。成型：将喷雾造粒获得的材料与粘合剂混合后使用模压工艺成形；排塑：将成型后的材料加热至600～800℃，并保持10-30min；烧结：将排塑处理后的成型材料送至烧结炉中烧结，烧结温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田德辉，
申请(专利权)人：无锡市惠丰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32