The invention relates to the technical field of lead-free piezoelectric ceramics, in particular to a potassium sodium niobate based lead-free piezoelectric ceramics and its production process and application, which adopts direct dry compression molding, atmosphere sintering and control of sintering temperature to prepare a potassium sodium niobate based lead-free piezoelectric ceramics with high density and excellent piezoelectric performance, and at the same time provides a new type of buzzer structure, simple assembly, and favorable for production The electrode of the buzzer and the electrode of the driving circuit are closely connected and have high stability.
【技术实现步骤摘要】
一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制作工艺和应用
本专利技术涉及无铅压电陶瓷
,尤其涉及一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制作工艺和应用。
技术介绍
压电蜂鸣器是由压电陶瓷发声元件和振荡电路组成的电声元件,是将高压极化后的压电陶瓷片粘贴于振动金属片上,当加入交流电压后,会因为压电效应,而产生机械变形伸展及收缩,利用此特性使金属片振动而发出声响。与机械式蜂鸣器和电磁型蜂鸣器相比,压电陶瓷蜂鸣器具有无噪音、可靠性好、能耗低、发音清晰、抗电磁干扰能力强、使用寿命长、体积小、重量轻等优点,目前已被广泛应用于工农业生产和人们日常生活的各类电声发声器件,如通信产品、工业仪器、报警器、电子玩具和家用电器等。压电蜂鸣器主要由压电蜂鸣片和一个有放音孔的空腔组成。其中,由压电陶瓷薄片和金属片粘合而成的压电蜂鸣片是压电蜂鸣器的核心元件。目前广泛使用的压电陶瓷蜂鸣器都是采用锆钛酸铅(PZT)基压电材料制造的。而在锆钛酸铅材料中,铅(Pb)元素约占材料总重量的70%,这类陶瓷材料在生产、使用以及废弃处理过程中都会给人类健康和生态环境造成十分严重的损害。2004年,日本的Saito等人在Nature杂志上报道了利用织构方法制备的经掺杂改性的铌酸钾钠基压电陶瓷,其压电系数d33达416pC/N,可以与含铅压电陶瓷相媲美。但是,由于多晶型相变区的存在,使得铌酸钾钠基无铅压电陶瓷压电性能的温度稳定性很差,得到的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的致密度较差、晶粒尺寸不均匀,进而影响压电性能。另外,在结构方面,传统的蜂鸣器是将压电薄片粘接在金属片上,在压电片和金属片 ...
【技术保护点】
1.一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷,其特征在于:所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的化学组成为:(1-x-y)(K
【技术特征摘要】
1.一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷,其特征在于:所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的化学组成为:(1-x-y)(K0.6Na0.4)NbO3+x(Ca0.5Mg0.5)TiO3+ySrHfO3;所述x,y为摩尔百分比,0.01≤x≤0.1,0.01≤y≤0.1。
2.一种如权利要求1所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷用于制备压电蜂鸣片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷做成圆环和圆片,圆环和圆片粘附在金属基片上,所述圆环和圆片同圆心布置,圆片朝外一侧为正极,圆环朝外一侧为负极,将粘附有圆环和圆片的金属基片在55-95℃下固化5.5-10.5h,得到所述压电蜂鸣片。
3.一种如权利要求1所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制作工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料预处理:将碳酸钾、碳酸钠、五氧化二铌、碳酸钙、碱式碳酸镁、二氧化钛、碳酸锶和氧化铪放入培养皿,置于烘箱内,在180-220℃下保温3-5h,得到预备料;
(2)混合预备料:根据化学组成配比所述预备料,分散于无水乙醇中,混合均匀后烘干,粉碎过筛,制成干粉;
(3)预烧:将干粉置于箱式炉中连续升温至950-1000℃,保温24h,降温至室温后粉碎过筛,得到预烧粉;
(4)烧结:将预烧粉干压成型为圆环和圆片,在气氛烧结炉中于1200-1300℃下保温6-12h,得到陶瓷圆环和陶瓷圆片;
(5)被银极化:分别将陶瓷圆环和陶瓷圆片的两表面镀银,标注正负极后极化老化得到所述成品铌酸钾钠基无铅压电陶瓷;所述成品铌酸钾钠基无铅压电陶瓷包括压电陶瓷圆片和压电陶瓷圆环。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:龚文,吴超峰,
申请(专利权)人:嘉兴清锋新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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