一种无铅压电陶瓷传感器材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种无铅压电陶瓷传感器材料及其制备方法，涉及压电陶瓷加工技术领域。本发明专利技术公开的无铅压电陶瓷传感器材料的主要原料为：碳酸钡、碳酸钙、氧化锆、二氧化钛、碳酸锶、氧化饵和氧化铋、氧化锂、氧化钇、复合粘结剂和分散剂，其制备方法通过配料、球磨、造粒压片、排胶、烧结等步骤制得的，该无铅压电陶瓷传感器材料再通过施电极和电极处理可制得无铅压电传感器。本发明专利技术提供的无铅压电陶瓷传感器材料，其操作简单，压电陶瓷材料中不含铅，致密性优良，化学稳定性佳，并且制得的压电传感器的灵敏度高、工作稳定性强，具有优异的压电性能、介电性能、机械性能，且具有较高的居里温度。

【技术实现步骤摘要】
一种无铅压电陶瓷传感器材料及其制备方法
本专利技术属于压电陶瓷材料
，尤其涉及一种无铅压电陶瓷传感器材料及其制备方法。
技术介绍
压电陶瓷指把氧化物混合(氧化锆、氧化铅、氧化钛等)高温烧结，固相反应后而成的多晶体，并通过直流高压极化处理使其具有压电效应的铁电陶瓷的统称。压电陶瓷作为功能陶瓷的重要组成部分，在19世纪80年代，居里兄弟发现压电效应后，得到了迅速的研究及发展。目前具有压电效应的研究主要在三个方面：压电陶瓷、压电高分子、压电晶体，最具有压电效应的是压电陶瓷。压电陶瓷作为一种重要的力、热、电、光敏感性强的功能材料，已经在传感器、超声换能器、微位移器和其它电子器件等方面得到了广泛的应用。随着加工工艺的进步及优化，压电陶瓷因其低成本、高压电转换的优点，它在航空航天、电子、信息等高科技方面有着很高的研究及应用价值。压电陶瓷传感器在人们生活中的很多方面具有重要的应用，但是目前全球在大量使用的压电陶瓷材料仍是传统的含铅压电陶瓷，其中铅元素含量高达60％以上。氧化铅是一种易挥发的有毒物质，在生产、制备、使用及废弃后的处理过程中，都会给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下主要原料组成：碳酸钡32.8-35.3％、碳酸钙34.4-38.7％、氧化锆8.5-10.3％、二氧化钛8.6-11.0％、碳酸锶3.8-5.2％、氧化饵2.4-3.7％和氧化铋1.5-4.2％，所述无铅压电陶瓷传感器材料还包括氧化锂、氧化钇、复合粘结剂和分散剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下主要原料组成：碳酸钡32.8-35.3％、碳酸钙34.4-38.7％、氧化锆8.5-10.3％、二氧化钛8.6-11.0％、碳酸锶3.8-5.2％、氧化饵2.4-3.7％和氧化铋1.5-4.2％，所述无铅压电陶瓷传感器材料还包括氧化锂、氧化钇、复合粘结剂和分散剂。


2.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述氧化锂的质量为所述主要原料总量的0.21-0.35％，所述氧化钇的质量为所述主要原料总量的0.18-0.29％，所述复合粘结剂的质量为所述主要原料总量的3.5-4.5％，所述分散剂的质量为所述主要原料总量的0.3-0.6％。


3.根据权利要求2所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述复合粘结剂是由聚乙烯醇在三乙醇胺的作用下与聚有机硅氧烷复合物反应制得的，所述聚有机硅氧烷复合物是由济宁华凯树脂有限公司生产的水性成膜保护剂R-23，所述聚乙烯醇与聚有机硅氧烷复合物的质量比为1：(0.5-0.8)。


4.根据权利要求3所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述复合粘结剂的制备方法为：在室温下，往聚乙烯醇中加入2倍质量的三乙醇胺，然后加入有机硅氧烷复合物，在60℃下恒温搅拌1.5h，过滤，用去离子水清洗，干燥，制得所需的复合粘结剂。


5.根据权利要求2所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述分散剂为柠檬酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠中的一种或几种。


6.如权利要求1-5任一所述的无铅压电陶瓷传感器材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)配料：按质量百分比计，称取所需质量的碳酸钡、碳酸钙、氧化锆、二氧化钛、碳酸锶、氧化饵和氧化铋，混合均匀，制得混合原料：
(2)球磨：将上述混合原料加入到高能球磨机中，然后加入1/3所需质量的分散剂，湿法球磨，混合原...

【专利技术属性】
技术研发人员：方豪杰，贺亦文，张晓云，乔冠军，张斗，曾超，方美玲，
申请(专利权)人：湖南省美程陶瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43