耐高电压水泵压电陶瓷芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高电压水泵压电陶瓷芯片，属于压电陶瓷芯片；其组分式为Pb

【技术实现步骤摘要】
耐高电压水泵压电陶瓷芯片


[0001]本专利技术涉及一种水泵用压电陶瓷芯片，尤其涉及一种可承受高电压的水泵用压电陶瓷芯片；属于压电陶瓷


技术介绍

[0002]压电陶瓷是制作发声器件、振动传感器、超声探伤仪等器件的主要材料，可广泛用于航空航天、医疗、家电等各个领域。压电产品具有抗干扰性强、超低静音、可靠性高等优点，因此由压电陶瓷芯片制成的水泵应用也越来越广泛。
[0003]目前，压电水泵的压电芯片一般都需要通过变压器进行降压后才能使用，否则会因为电压太高而导致压电芯片开裂，造成产品失效。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术旨在提供一种可承受220V电压的耐高电压水泵压电陶瓷芯片。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的压电陶瓷材料组分式为：Pb
0.97
Sr
0.02
Ba
0.01
Ca
0.005
(Zr，Ti)
0.965
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.02
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.015
O3+xwt％耐高压剂；其中，Zr/Ti＝1、1.04、1.08之一，x＝0.2
‑
0.5，所述耐高压剂是由10wt％的WO3、60wt％的Bi2O3、30wt％的CeO2混合而成；压电陶瓷片的制备方法如下：
[0006]1)将原料Pb3O4、ZrO2、TiO2、CaO、Nb2O5、NiO、Sb2O3、SrCO3、BaCO3以及耐高压剂按所述组分式的化学计量比配料，将氧化锆球与所述原料、去离子水按(2
‑
3):1:(1
‑
1.5)的重量比混合，球磨3
‑
6h，烘干后过20
‑
40目筛，得一次磨料；
[0007]2)将所述一次磨料按2
‑
3.5℃/min的升温速率加热至900
‑
1000℃、保温1.5
‑
3h，随炉冷却，得熟料；
[0008]3)将氧化锆球与所述熟料、去离子水按(1.5
‑
2.5):1:(0.6
‑
1)的重量比混合，球磨4
‑
8h，烘干后过40
‑
60目筛，得二次磨料；
[0009]4)所述二次磨料中加入PVA、混匀，轧模成型，得生坯，PVA的添加量为二次磨料的15
‑
20wt％；
[0010]5)将所述生坯先按1
‑
1.5℃/min的速率加热至500℃，然后按2
‑
3℃/min的速率加热至1150
‑
1250℃、保温2
‑
4h，随炉冷却，得瓷片；
[0011]6)所述瓷片表面印刷银浆，然后在700
‑
730℃的条件下保温时间20
‑
50min；
[0012]7)将经过烧银处理的瓷片在1.4
‑
2KV/
㎜
的电压下空气极化20
‑
30min，极化温度为70
‑
100℃；
[0013]8)在经过极化处理的瓷片上粘贴金属片，80
‑
100℃的条件下固化3
‑
6h。
[0014]在上述技术方案中，Zr/Ti优选1.04，x优选0.42。
[0015]与现有技术比较，本专利技术压电陶瓷芯片的d
33
≥510pC/N，ε
33T
/ε0≥2000，Kp≥0.7；不仅流量大，而且在50Hz下能承受220V电压，可直接与市电电源即插即用。
具体实施方式
[0016]下面结合具体的实施例对本专利技术作进一步说明：
[0017]实施例1
[0018]1)按组分式Pb
0.97
Sr
0.02
Ba
0.01
Ca
0.005
(Zr，Ti)
0.965
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.02
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.015
O3+xwt％耐高压剂称取Pb3O4、ZrO2、TiO2、CaO、Nb2O5、NiO、Sb2O3、SrCO3、BaCO3和耐高压剂，该耐高压剂由10wt％的WO3、60wt％的Bi2O3、30wt％的CeO2混合而成，Zr/Ti＝1.08，x＝0.2；
[0019]2)在室温以及相对空气湿度≥60％的条件下，将氧化锆球与上述原料、去离子水按2:1:1.5的重量比混合，球磨3h，烘干后过20目筛，得一次磨料；
[0020]3)将所述一次磨料送入箱式炉，按3.5℃/min的升温速率加热至1000℃、保温3h后随炉冷却，得熟料；
[0021]4)将经过预烧处理的所述熟料与氧化锆球、去离子水按1.5:1:0.6的重量比混合，球磨6h，烘干后过40目筛，得二次磨料；
[0022]5)所述二次磨料中加入PVA、混匀，轧模成Φ25
×
0.3
㎜
的薄片，得生坯，PVA的添加量为二次磨料的15wt％；
[0023]6)将所述生坯送入箱式炉，先按1℃/min的速率加热至500℃，然后按2℃/min的速率加热至1250℃、保温4h，随炉冷却，得瓷片；
[0024]7)所述瓷片表面印刷银浆，然后在700℃的隧道炉中保温时间50min；
[0025]8)将经过烧银处理的瓷片在2KV/
㎜
的电压下空气极化20min，极化温度为100℃；
[0026]9)在经过极化处理的瓷片上粘贴金属片，80℃温度下固化3h。
[0027]本实施例制备的压电陶瓷芯片用于微型水泵时的性能测试结果见表1。
[0028]实施例2，各步骤同实施例1。其中：
[0029]步骤1)中的Zr/Ti＝1.04，x＝0.35；
[0030]步骤2)中的氧化锆球:原料:去离子水＝2.5:1:1，球磨6h，筛网目数40；
[0031]步骤3)中的升温速率为3℃/min，烧结温度950℃、保温2h；
[0032]步骤4)中的氧化锆球:熟料:去离子水＝2.5:1:1，球磨4h，筛网目数60；
[0033]步骤5)中的PVA的添加量为20wt％；
[0034]步骤6)中，500℃以前的升温速率1.5℃/min，500℃以后的升温速率3℃/min，最终烧结温度1200℃；
[0035]步骤7)中的烧银温度730℃，保温时间30min；
[0036]步骤8)中的极化电压为1.8KV/mm，极化时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高电压水泵压电陶瓷芯片，其特征在于压电陶瓷材料的组分式为：Pb
0.97
Sr
0.02
Ba
0.01
Ca
0.005
(Zr，Ti)
0.965
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.02
(Sb
1/3
Nb
2/3
) 0.015
O3+xwt％耐高压剂；其中，Zr/Ti＝1、1.04、1.08之一，x＝0.2
‑
0.5，所述耐高压剂由10wt％的WO3、60wt％的Bi2O3、30wt％的CeO2混合而成；压电陶瓷片的制备方法如下：1)将原料Pb3O4、ZrO2、TiO2、CaO、Nb2O5、NiO、Sb2O3、SrCO3、BaCO3以及耐高压剂按所述组分式的化学计量比配料，将各所述原料混合，球磨3
‑
6h，烘干后过20
‑
40目筛，得一次磨料；2)将所述一次磨料按2
‑
3.5℃/min的升温速率加热至900
‑
1000℃、保温1.5
‑
3h...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元松，钟敏，赖炜，张珍宣，王兰花，
申请(专利权)人：贵州振华红云电子有限公司，
类型：发明
国别省市：