一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料及其制备方法技术

本申请涉及功能陶瓷材料技术领域，具体公开了一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料及其制备方法，该用于加工覆铜板的陶瓷粉料的通式为（NaBi）

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料及其制备方法


[0001]本申请涉及功能陶瓷材料
，更具体地说，它涉及一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，应用最广的压电材料主要是钙钛矿结构的PZT基压电陶瓷，但是这类压电陶瓷的居里温度一般在390℃以下，由于压电材料退极化现象的存在，压电材料在居里温度以下无法正常工作。
[0003]目前，国内外研究的无铅压电陶瓷体系主要有：钛酸钡系、钛酸铋钠系、碱金属铌酸盐系、铋层状结构、钨青铜结构无铅压电陶瓷。其中，铋层状结构无铅陶瓷粉料作为一种铁电材料，具有光电效应、非线性光学效应、反常光生伏特效应、光折变效应等特点。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为铋层状结构无铅压电陶瓷在较高温度下工作时，其稳定性较差，说明铋层状结构无铅压电陶瓷的压电性能还有待提高。

技术实现思路

[0005]为了提高陶瓷粉料的压电性能，本申请提供一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料，采用如下的技术方案：一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料，该用于加工覆铜板的陶瓷粉料的通式为(NaBi)
x
(LiCe)
y
(Bi2Nb2O9)
z
，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请中在现有的NBN铋层状的用于加工覆铜板的陶瓷粉料中加入Li元素和Ce元素，并优化掺杂元素的加入量，有效提升了用于加工覆铜板的陶瓷粉料的压电性能和耐高温性能。
[0008]作为优选，所述用于加工覆铜板的陶瓷粉料包括原料：NaCO3、Bi2O3、Nb2O5、CeO2、Li2O。
[0009]第二方面，本申请提供一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料的制备方法，采用如下的技术方案：一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料的制备方法，包括以下步骤：1)将NaCO3粉体、Bi2O3粉体、Nb2O5粉体、CeO2粉体、Li2O粉体，按通式进行配比，预球磨，得到第一混合粉料；2)将第一混合粉料进行烘干，然后进行预烧结，预烧温度为680
‑
760℃，保温时间2
‑
3小时，得到预烧粉料；3)将预烧粉料进行二次球磨，得到第二混合粉料；4)将第二混合粉料过筛，然后加入PVA压制成素坯，压制素坯的压力为200
‑
250MPa；5)将4)中压制的素坯进行烧结，保温时间2
‑
5h，得到陶瓷片；
6)将陶瓷片双面磨平，然后覆盖电极，将覆盖电极的陶瓷片至于130
‑
150℃的硅油中进行极化，得到用于加工覆铜板的陶瓷粉料。
[0010]通过采用上述技术方案，本申请通过采用Li元素和Ce元素对NBN进行A位和B位取代，铋层状结构是沿c轴方向在两层Bi2O2层中间有若干层钙钛矿单胞结构，其中，取代A位由Na元素和Bi元素组合而成，取代B位由Li元素和Ce元素组合而成，制得的用于加工覆铜板的陶瓷粉料与不掺杂该元素的材料相比，其居里温度较高，压电常数和机电耦合系数较大，且介电常数越大，介电损耗越小，说明随着CeO2、Li2O掺杂量的增多，用于加工覆铜板的陶瓷粉料的晶粒分布的越均匀，材料中的气孔率越低，从而压电常数越大。
[0011]作为优选，所述步骤1)中和步骤3)中，球磨时间为12
‑
24h。
[0012]通过采用上述技术方案，本申请用于加工覆铜板的陶瓷粉料的制备过程中限制球磨时间，使球磨时间最少控制在12h，该球磨时间可以将原料充分球磨到一定的细度，有利于后续压制素坯。
[0013]作为优选，所述步骤5)中烧结升温速率为5
‑
8℃/min。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请中对烧结升温速率进行限制，可以保证陶瓷坯片的完整性，如果升温速率过快或过慢，均会导致陶瓷坯片出现破裂。
[0015]作为优选，所述步骤6)中覆盖电极为银电极、银钯或银铂电极中的一种。
[0016]作为优选，所述步骤6)中极化电压为12kV/mm
‑
15kV/mm，极化时间为20min
‑
40min。
[0017]通过采用上述技术方案，本申请中制得的用于加工覆铜板的陶瓷粉料的极化电压大小和极化时间的长短在此范围内取值时，其压电性能均无明显影响，其中，当极化电压为15kV/mm，极化时间为30min时，制得的用于加工覆铜板的陶瓷粉料性能较好。
[0018]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请通过采用Li元素和Ce元素对NBN进行A位和B位取代，铋层状结构是沿c轴方向在两层Bi2O2层中间有若干层钙钛矿单胞结构，其中，取代A位由Na元素和Bi元素组合而成，取代B位由Li元素和Ce元素组合而成，制得的用于加工覆铜板的陶瓷粉料与不掺杂该元素的材料相比，其居里温度较高，压电常数和机电耦合系数较大，且介电常数越大，介电损耗越小，说明随着CeO2、Li2O掺杂量的增多，用于加工覆铜板的陶瓷粉料的晶粒分布的越均匀，材料中的气孔率越低，从而压电常数越大。
[0019]2、本申请当用于加工覆铜板的陶瓷粉料的通式为(NaBi)
x
(LiCe)
y
(Bi2Nb2O9)
z
，其中，x为0.2，y为0.4，z为0.2，烧结温度为1500℃时，制得的用于加工覆铜板的陶瓷粉料的居里温度较高，压电常数和机电耦合系数较大，介电常数越大，介电损耗越小。
具体实施方式
[0020]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。原料
[0021]本申请所用原料均为普通市售材料。实施例
[0022]实施例1实施例1的一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料的制备方法，该用于加工覆铜板的陶瓷粉料的通式为(NaBi)
x
(LiCe)
y
(Bi2Nb2O9)
z
，其中，x为0.2，y为0.1，z为0.2，包括以下步骤：
1)将NaCO3粉体、Bi2O3粉体、Nb2O5粉体、CeO2粉体、Li2O粉体，按通式中的Na、Bi、Li、Ce、Nb的化学计量进行配料，得到混合粉料；2)预球磨：将上述混合粉料中加入与混合粉料等量的去离子水，并将它们放入到球磨罐中，持续球磨24h，使混合粉料混合均匀，形成浆料，得到第一混合粉料；3)将第一混合粉料放入烘干箱中，在80℃下进行恒温烘干，然后进行预烧结，预烧温度为750℃，保温时间2小时，得到预烧粉料；4)将预烧粉料进行破碎处理，然后进行二次球磨，得到第二混合粉料；5)将第二混合粉料过筛，然后加入聚乙烯醇水溶液，压制成素坯，压制素坯的压力为250MPa；6)将4)中压制的素坯放入马弗炉中排除造粒过程中加入的有机物聚乙烯醇和水分，然后进行烧结，烧结升温速率为5℃/min，烧结温度为1000℃，保温时间4h，得到陶瓷片；7)将陶瓷片双面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工覆铜板的陶瓷粉料，其特征在于，该用于加工覆铜板的陶瓷粉料的通式为（NaBi）
x
（LiCe）
y
(Bi2Nb2O9)
z
，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5。2.根据权利要求1所述的用于加工覆铜板的陶瓷粉料，其特征在于：所述用于加工覆铜板的陶瓷粉料包括原料：NaCO3、Bi2O3、Nb2O5、CeO2、Li2O。3.一种权利要求1所述的用于加工覆铜板的陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将NaCO3粉体、Bi2O3粉体、Nb2O5粉体、CeO2粉体、Li2O粉体，按通式进行配比，预球磨，得到第一混合粉料；2）将第一混合粉料进行烘干，然后进行预烧结，预烧温度为680
‑
760℃，保温时间2
‑
3小时，得到预烧粉料；3）将预烧粉料进行二次球磨，得到第二混合粉料；4）将第二混合粉料过筛，过筛的粒度为80
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120目，然后加入PVA压制成素坯，压制素坯的压力为200
‑
250MPa；5）将4）中压...

【专利技术属性】
技术研发人员：章海燕，高绍兵，刘传兵，郭道九，陈刚，
申请(专利权)人：浙江元集新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：