无铅压电陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无铅压电陶瓷材料及其制备方法，属于压电陶瓷材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
无铅压电陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种压电陶瓷材料及其制备方法，尤其涉及一种无铅压电陶瓷材料及其制备方法；属于压电陶瓷

。

技术介绍

[0002]压电电声器件不仅要求具有较高的压电性能，而且还需具有较高的介电常数和机电耦合系数
。
一般而言，无铅压电陶瓷具有较好的压电性能，但其介电性能和综合电学性能都较差
(
居里温度大于
200℃
，压电系数
≥120pC/N)
，无法满足压电电声器件需要
。
因此，开发一种具有高使用温度
(≈340℃)
，高压电常数
(d
33
≥200pC/N)
，高机电耦合系数
(K
p
≥49
％
)
，较高介电常数
(
ζ
≥1000)
，综合电学性能优异的无铅压电材料，是无铅压电陶瓷材料领域的一个难题
。

技术实现思路

[0003]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具有较高使用温度
、
较高压电常数
、
较高机电耦合系数
、
较高介电常数，并在一定范围内可调节的无铅压电陶瓷材料
。
本专利技术的另一个目的是提供一种制备该无铅压电陶瓷材料的方法
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供的无铅压电陶瓷材料结构通式为：r/>Li
x
(Na
0.5
K
0.5
)1‑
x
NbO3+wmol
％
A
；其中，
x
＝
0.05
～
0.45
，
w
＝
0.05
～
1.5
；添加物
A
为
Ta2O5、WO3、Yb2O3中的一种或几种
。
[0005]本专利技术提供的制备方法如下：
[0006]1)
按所述结构通式的摩尔比称取原料
Na2CO3、K2CO3、Li2CO3、Nb2O5、
添加物
A
，各原料混合并振磨
24
±1小时，得一次磨料；
[0007]2)
所述一次磨料在
820
～
900℃
的条件下预烧2～
3.5
小时，得预烧料；
[0008]3)
将所述预烧料破碎后振磨
20
±1小时，烘干
、
过
200
目筛，得瓷粉；
[0009]4)
向所述瓷粉中加入粘合剂，混合
、
轧膜
、
冲片成型，得瓷坯；
[0010]5)
将所述瓷坯在
1080
～
1150℃
温度下烧结3～4小时，得瓷片；
[0011]6)
在所述瓷片表面和背面印刷
0.01
㎜
厚的银浆，然后在
260
～
350℃
温度下烘干；
[0012]7)
将印刷有银浆的瓷片在
750
～
820℃
条件下烧银，得被银瓷片；
[0013]8)
将所述被银瓷片置于
130
～
150℃
空气中，在
1.5
～
4kv/
㎜
电压下极化
30
～
35min。
[0014]本专利技术提供的无铅压电陶瓷为钙钛矿结构
。
在钙钛矿结构中，
B
位离子位于氧八面体中心，一般是由半径较小的离子占据
。B
位离子取代会引起晶格结构变化，从而影响介电
、
压电性能
。Ta
5+
离子半径
(68pm)
与
Nb
5+
半径
(69pm)
非常接近，可以顺利进入
B
位进行取代而降低介电损耗，使介电常数温度性能得到改善
。
研究表明，以0～
40
％
(
摩尔分数
)
的
Ta
5+
取代
Nb
5+
，可以得到
Q
m
、tg
δ
和陶瓷的时间稳定性均得到改善的致密陶瓷
。
本无铅压电陶瓷综合性能最优的配方
(Li
0.04
Na
0.48
K
0.48
)NbO3的基础上以一定量的
Ta
5+
对
B
位
Nb
5+
进行取代，研究
Ta
5+
[0033]
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无铅压电陶瓷材料，其特征在于结构通式为：
Li
x
(Na
0.5
K
0.5
)1‑
x
NbO3+w mol
％
A
；其中，
x
＝
0.05
～
0.45
，
w
＝
0.05
～
1.5
；添加物
A
为
Ta2O5、WO3、Yb2O3中的一种或几种
。2.
一种制备权利要求1所述的无铅压电陶瓷材料的方法，其特征在于步骤如下：
1)
按所述结构通式的摩尔比称取原料
Na2CO3、K2CO3、Li2CO3、Nb2O5、
添加物
A
，各原料混合并振磨
24
±1小时，得一次磨料；
2)
所述一次磨料在
820
～
900℃
的条件下预烧2～
3.5
小时，得预烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张田才，戴昭波，李娅，李帮菊，蒙光莲，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：