本发明专利技术公开了一种无铅压电陶瓷的制备工艺，涉及压电陶瓷技术领域；该压电陶瓷的成分包括：主相：钛酸钡；副相：氧化镁、氧化锆和氧化钛；所述制备工艺具体包括如下步骤：将钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇按照配方比例称量；将原材料通过球磨机进行混合，并加入乙醇作为助剂；将混合后的原材料经过过筛处理，加入聚乙烯醇作为粘结剂，制备成型料；将制备好的成型料放入模具中，进行压制成型，并进行预烧处理。本发明专利技术的无铅压电陶瓷与传统的含铅压电陶瓷相比，本发明专利技术所制备的无铅压电陶瓷更加环保，符合现代社会对环保材料的需求；具有很高的压电系数和介电常数，可广泛应用于高精度的压电传感器和压电驱动器等领域。精度的压电传感器和压电驱动器等领域。精度的压电传感器和压电驱动器等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种无铅压电陶瓷的制备工艺
[0001]本专利技术涉及压电陶瓷
，尤其涉及一种无铅压电陶瓷的制备工艺。
技术介绍
[0002]压电陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有压电效应。压电效应指的是在外加电场下，压电材料会发生形变；反之，在外加压力下，压电材料也会产生电荷，压电陶瓷具有广泛的应用前景。然而，传统的压电陶瓷材料中含有大量的铅元素，对环境和人体健康造成了潜在的危害；因此，亟需一种无铅压电陶瓷的制备工艺，来解决上述问题。
[0003]经检索，中国专利申请号为CN202110232626.5的专利，公开了一种热固化粉末注射成型的锆钛酸铅镧压电陶瓷的制备方法，先对锆钛酸铅镧压电陶瓷粉末进行改性处理，得到性能优异的压电陶瓷细粉；再将改性后的陶瓷细粉与粘结树脂、固化剂、稀释剂在真空下球磨混合，得到分散均匀、粘度适中的压电陶瓷浆料；接着将制备完成的陶瓷浆料注射到加热的模具中，经热固化成型得到陶瓷生坯；最后将陶瓷生坯经脱脂、烧结、被银、极化后得到致密的锆钛酸铅镧压电陶瓷。上述专利中的制备方法存在以下不足：环保性欠佳，且制得的产品压电性能还有待提升。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种无铅压电陶瓷的制备工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种无铅压电陶瓷的制备工艺，该压电陶瓷的成分包括：
[0007]主相：钛酸钡；
[0008]副相：氧化镁、氧化锆和氧化钛；
[0009]所述制备工艺具体包括如下步骤：
[0010]S1：将钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇按照配方比例称量；
[0011]S2：将原材料通过球磨机进行混合，并加入乙醇作为助剂；
[0012]S3：将混合后的原材料经过过筛处理，加入聚乙烯醇作为粘结剂，制备成型料；
[0013]S4：将制备好的成型料放入模具中，进行压制成型，并进行预烧处理；
[0014]S5：将预烧处理后的成型体进行烧结处理，烧结温度为1200
‑
1400℃，保温时间为2
‑
4小时；
[0015]S6：将烧结后的陶瓷体进行降温处理，降温速度为6
‑
10℃/min。
[0016]优选的：所述S1步骤中，具体采用：钛酸钡80
‑
100份、氧化镁1.5
‑
2.2份、氧化锆1.2
‑
1.8份、氧化钛0.2
‑
0.6份和聚乙烯醇0.8
‑
1.2份。
[0017]进一步的：所述S1步骤中，在称量钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇之前，对其进行干燥处理；干燥处理采用烘箱或真空干燥箱，温度控制在80
‑
120℃之间。
[0018]进一步优选的：所述S2步骤中，混合过程中，乙醇的使用量控制在原材料重量的
10
‑
20％。
[0019]作为本专利技术一种优选的：所述S2步骤中，混合时间控制在4
‑
6小时，球磨机的转速控制在60
‑
80r/min。
[0020]作为本专利技术进一步优选的：所述S1步骤中，具体采用：钛酸钡96份、氧化镁2份、氧化锆1.5份、氧化钛0.5份和聚乙烯醇1份。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案：所述S1步骤中，在称量钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇之前，对其进行干燥处理；干燥处理采用烘箱或真空干燥箱，温度控制在100℃。
[0022]在前述方案的基础上：所述S2步骤中，混合过程中，乙醇的使用量控制在原材料重量的15％。
[0023]在前述方案的基础上优选的：所述S2步骤中，混合时间控制在4
‑
6小时，球磨机的转速控制在70r/min。
[0024]在前述方案的基础上进一步优选的：所述S5步骤中，烧结温度控制在1350℃；保温时间控制在3小时。
[0025]本专利技术的有益效果为：
[0026]1.本专利技术的无铅压电陶瓷与传统的含铅压电陶瓷相比，本专利技术所制备的无铅压电陶瓷更加环保，符合现代社会对环保材料的需求；具有很高的压电系数和介电常数，可广泛应用于高精度的压电传感器和压电驱动器等领域。
[0027]2.本专利技术的无铅压电陶瓷经过烧结处理后，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不易受到外界环境的影响，具有长期稳定性；制备工艺简单，原材料易得，生产成本低，可大规模应用于压电陶瓷的生产。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提出的一种无铅压电陶瓷的压电性能对比图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0030]实施例1：
[0031]一种无铅压电陶瓷的制备工艺，该压电陶瓷的成分包括：
[0032]主相：钛酸钡；
[0033]副相：氧化镁、氧化锆和氧化钛；
[0034]所述制备工艺具体包括如下步骤：
[0035]S1：将钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇按照配方比例称量；
[0036]S2：将原材料通过球磨机进行混合，并加入乙醇作为助剂；
[0037]S3：将混合后的原材料经过过筛处理，加入聚乙烯醇作为粘结剂，制备成型料；
[0038]S4：将制备好的成型料放入模具中，进行压制成型，并进行预烧处理；
[0039]S5：将预烧处理后的成型体进行烧结处理，烧结温度为1200
‑
1400℃，保温时间为2
‑
4小时；
[0040]S6：将烧结后的陶瓷体进行降温处理，降温速度为8℃/min。
[0041]其中，所述S1步骤中，具体采用：钛酸钡100份、氧化镁2.2份、氧化锆1.8份、氧化钛0.6份和聚乙烯醇1.2份。
[0042]其中，所述S1步骤中，在称量钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇之前，对其进行干燥处理；干燥处理的目的是去除原材料中的水分，以免影响制备过程和陶瓷的性能；干燥处理采用烘箱或真空干燥箱，温度控制在120℃。
[0043]其中，所述S2步骤中，混合过程中，乙醇的使用量控制在原材料重量的18
‑
20％。
[0044]其中，所述S2步骤中，混合时间控制在4
‑
6小时，球磨机的转速控制在80r/min。
[0045]其中，所述S5步骤中，烧结处理的目的是将预烧处理后的成型体进行高温处理，使其形成致密的陶瓷结构；烧结温度和保温时间是影响陶瓷性能的关键因素；烧结温度应该根据原材料的组成和性质而有所调整，一般在1200
‑
1400℃之间，本实施例中，优选的，烧结温度控制在1400℃；保温时间应该足够长，以保证成型体充分烧结；一般来说，保温时间为2
‑
4小时，本实施例中，优选的，保温时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无铅压电陶瓷的制备工艺，其特征在于，该压电陶瓷的成分包括：主相：钛酸钡；副相：氧化镁、氧化锆和氧化钛；所述制备工艺具体包括如下步骤：S1：将钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇按照配方比例称量；S2：将原材料通过球磨机进行混合，并加入乙醇作为助剂；S3：将混合后的原材料经过过筛处理，加入聚乙烯醇作为粘结剂，制备成型料；S4：将制备好的成型料放入模具中，进行压制成型，并进行预烧处理；S5：将预烧处理后的成型体进行烧结处理，烧结温度为1200
‑
1400℃，保温时间为2
‑
4小时；S6：将烧结后的陶瓷体进行降温处理，降温速度为6
‑
10℃/min。2.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述S1步骤中，具体采用：钛酸钡80
‑
100份、氧化镁1.5
‑
2.2份、氧化锆1.2
‑
1.8份、氧化钛0.2
‑
0.6份和聚乙烯醇0.8
‑
1.2份。3.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述S1步骤中，在称量钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化钛和聚乙烯醇之前，对其进行干燥处理；干燥处理采用烘箱或真空干燥箱，温度控制在8...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，周天祥，谢正阳，徐康，王涵，路文科，俞鹏飞，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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