大功率压电振动器用压电陶瓷片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大功率压电振动器用压电陶瓷片及其制备方法，属于压电陶瓷片及制备方法；本发明专利技术提供的压电陶瓷片的压电陶瓷材料组成化学式为：Pb

【技术实现步骤摘要】
大功率压电振动器用压电陶瓷片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种压电陶瓷片及其制备方法，尤其涉及一种大功率压电振动器用压电陶瓷片及其制备方法；属于压电陶瓷


技术介绍

[0002]压电振动器是利用压电陶瓷的逆压电效应来驱动整个压电振子高频振动，从而实现物料输送。但是传统的压电振动器因其功率低、压电陶瓷片振动速率慢，使其使用受到了一定的限制。采用多层交替叠片方式制备的大功率压电振动器，其中陶瓷薄膜和电极交替堆叠，可以有效的改善其传送速率。然而，由于银元素熔点相对较低，过高的烧结温度会促进银原子在陶瓷中扩散，导致漏电流增加、影响电性能。因此，采用低温烧结技术开发压电陶瓷材料可能是陶瓷界的一个重要研究热点。
[0003]迄今为止，烧结制备的多层压电陶瓷的研究主要集中在PZT基陶瓷的组成上，这主要归功于其优越的压电性能。通常采用三种方法来降低烧结温度。一是采用溶胶
‑
凝胶法进行化学合成，可获得具有高表面性能的超细活性PZT粉末，增加了晶粒生长的驱动力。二是采用高压烧结可有效地排出了陶瓷中的孔洞，提高了密度，从而降低了烧结温度，提高了压电性能。三是在陶瓷中加入低温烧结助剂。其中，许多低熔点玻璃相沿晶界生成，促进了晶粒生长并使陶瓷致密化。

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在不降低压电性能情况下可降低烧结温度、减少PbO挥发的大功率压电振动器用压电陶瓷片；本专利技术的另一个目的是提供一种制备该压电陶瓷片的方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所提供的大功率压电振动器用压电陶瓷片的陶瓷材料组成化学式为：Pb
0.95
Sr
X
Ba
y
(Zr
0.51
Ti
0.49
)
0.85
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.05
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.1
O3+0.1wt%CuO+0.3wt% Bi2O3+0.5 wt% Li2CO3，其中x+y=0.05。
[0006]本专利技术所提供的制备大功率压电振动器用压电陶瓷片的方法如下：1）按照化学式Pb
0.95
Sr
X
Ba
y
(Zr
0.51
Ti
0.49
)
0.85
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.05
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.1
O3+0.1wt% CuO+0.3wt% Bi2O3+0.5 wt% Li2CO3的计量比称取原料Pb3O4、ZrO2、TiO2、SrCO3、BaCO3、Sb2O3、Nb2O5、NiO、CuO、Bi2O3、Li2CO3，其中x+y=0.05；2）将原料中的Pb3O4、ZrO2、TiO2、SrCO3、BaCO3、Sb2O3、Nb2O5、NiO混合，球磨4h，烘干，过40目筛，得一次磨料；3）将所述一次磨料在920℃的条件下密闭煅烧2h，得预烧料；4）将所述预烧料与原料中的CuO、Bi2O3、Li2CO3混合，球磨8h，烘干，过40目筛，得二次磨料；5）所述二次磨料中加入甲苯和酒精、1wt%增塑剂DOP、2wt%消泡剂TSF451
‑
350、2.5wt%分散剂AKM，球磨12h，得三次磨料；其中，二次磨料、甲苯、酒精的质量比为100:20:
10；6）向所述三次磨料中加入4.5wt%粘合剂PVB，球磨14h，得四次磨料；7）对所述四次球磨料进行除泡处理30min，得流延浆料；8）用流延机将所述流延浆料流延成厚度为20μm的膜带；9）将上述膜带进行裁切，得膜片；在所述膜片上印刷内电极，烘干；10）将印刷有内电极膜片按照电极方向进行叠片，直至厚度达到设计尺寸，得膜块；11）按照电极切割线对所述膜块进行切割，得瓷坯；12）将所述瓷坯送入烧结炉中，升温至650℃排胶2h，然后升温至950～960℃烧结4h，得瓷片；13）所述瓷片印刷银浆，然后750℃条件下烧银25min，得被银瓷片；14）将所述被银瓷片置于80℃的硅油中极化20min，极化电场强度为3.5kv/
㎜
。
[0007]与现有技术比较，本专利技术方法由于采用了上述技术方案，通过微量元素掺杂和铅锆钛比例的调整以及烧结助剂的加入，因此制备得到的压电陶瓷片不仅具有优良的压电性能，而且还降低了烧结温度，减少了PbO的挥发。用本专利技术压电陶瓷片制备的大功率压电振动器具有较大的功率输出，可通过高频振动实现物料输送。
[0008]经测试，本专利技术制备的大功率压电振动器用压电陶瓷片的压电常数d
33
=1000pC/N，机电耦合系数k
p
=0.65，Cp=0.8 uF，介电损耗tanδ=0.025，居里温度Tc=200℃。
附图说明
[0009]图1是本专利技术提供的大功率压电振动器用压电陶瓷片的外观SEM图；图2是本专利技术提供的大功率压电振动器用压电陶瓷片的微观SEM图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步说明：实施例11）按照化学式Pb
0.95
Sr
X
Ba
y
(Zr
0.51
Ti
0.49
)
0.85
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.05
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.1
O3+0.1wt% CuO+0.3wt% Bi2O3+0.5 wt% Li2CO3的计量比称取原料Pb3O4、ZrO2、TiO2、SrCO3、BaCO3、Sb2O3、Nb2O5、NiO、CuO、Bi2O3、Li2CO3，其中x+y=0.05；2）将原料中的Pb3O4、ZrO2、TiO2、SrCO3、BaCO3、Sb2O3、Nb2O5、NiO混合，球磨4h，烘干，过40目筛，得一次磨料；其中，锆球:一次磨料:去离子水=2:1:1，转速为460r/min；3）将所述一次磨料放入加盖密封的坩埚中，以2℃/min的速率升温至920℃，保温2h，随炉冷却得预烧料；4）将所述预烧料与原料中的CuO、Bi2O3、Li2CO3混合，球磨8h，烘干，过40目筛，得二次磨料；其中，锆球:二次磨料:去离子水=2:1:0.6，转速为460r/min；5）所述二次磨料中加入甲苯和酒精、1wt%增塑剂DOP、2wt%消泡剂TSF451
‑
350、2.5wt%分散剂AKM，球磨12h，得三次磨料；其中，二次磨料、甲苯、酒精的质量比为100:20:10，锆球:二次磨料=2:1，转速为460r/min；6）向所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率压电振动器用压电陶瓷片，其特征在于其陶瓷材料的组成化学式为：Pb
0.95
Sr
X
Ba
y
(Zr
0.51
Ti
0.49
)
0.85
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.05
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.1
O3+0.1wt% CuO+0.3wt% Bi2O3+0.5 wt% Li2CO3，其中x+y=0.05。2.一种制备权利要求1所述的大功率压电振动器用压电陶瓷片的方法，其特征在于步骤如下：1）按照化学式Pb
0.95
Sr
X
Ba
y
(Zr
0.51
Ti
0.49
)
0.85
(Sb
1/3
Nb
2/3
)
0.05
(Ni
1/3
Nb
2/3
)
0.1
O3+0.1wt%CuO+0.3wt% Bi2O3+0.5 wt% Li2CO3的计量比秤取原料Pb3O4、ZrO2、Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，李正权，褚涛，江平，李慧琴，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：