高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷及制备方法技术

技术编号：43321981 阅读：9 留言：0更新日期：2024-11-15 20:21

本发明专利技术公开了一种压电陶瓷及制备方法，旨在提供一种高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷及其制备方法。本发明专利技术压电陶瓷结构通式为：Pb(Zr<subgt;z</subgt;Ti<subgt;1‑z</subgt;)<subgt;x</subgt;(Co<subgt;1/3</subgt;Nb<subgt;2/3</subgt;)<subgt;y</subgt;(Mn<subgt;1/3</subgt;Nb<subgt;2/3</subgt;)<subgt;1‑x‑y</subgt;O<subgt;3</subgt;+nwt％A，x＝0.85～0.95、y＝0.01～0.06、z＝0.45～0.55、n＝0.1～1，A为改性元素的氧化物，所述改性元素为Mg、Al、Yb中的一种或几种。本发明专利技术方法是：将Pb<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;、ZrO<subgt;2</subgt;、TiO<subgt;2</subgt;、Co<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;、Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、MnO<subgt;2</subgt;和改性元素氧化物A按化学比例称量，加水球磨、烘干得一次磨料；预烧一次磨料；预烧料再次球磨、烘干，得陶瓷粉料；将所述陶瓷粉料与聚乙烯醇混合均匀、造粒、压片成型，得瓷坯；烧结该瓷坯得瓷片；瓷片被银；该被银陶瓷片极化处理。本发明专利技术压电陶瓷完全能够满足超声焊接和超声探伤换能器对压电陶瓷的性能要求。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高压电常数低强场介电损耗压电陶瓷及制备方法。

技术介绍

1、现有大功率压电陶瓷主要为p8体系，采用铁酸钙掺杂；主要应用于超声焊接和超声探伤等中，但其压电常数一般较低，限制了其应用范围。随着电子技术的发展，要求压电换能器体积变小、功率增大，因此研发压电常数高、强场介电损耗低的压电陶瓷具有十分重要的意义。

2、一般而言，现有的p8压电陶瓷压电常数d33约240pc/n、强场介电损耗约tanδ≤0.8％@400v/mm，而p4和p5系列的强场损耗分别为1.5％和5％以上，p8系列强场损耗低的同时压电常数也会比较低，要达到一定的超声功率，产品体积就会较大。因此，开发具有高压电常数，低强场介电损耗的压电陶瓷材料，具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、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高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷，本专利技术的另一个目的是提供一种制备该压电陶瓷的方法。

2、为了实现上述目的，本专利技术提供的压电陶瓷结构通式为：pb(zrzti1-z)x(co1/3nb2/3)y(mn1/3nb2/3)1-x-yo3+nwt％a，x＝0.85～0.95、y＝0.01～0.06、z＝0.45～0.55、n＝0.1～1，a为改性元素的氧化物，所述改性元素为mg、al、yb中的一种或几种。

3、本专利技术提供的制备方法采用以下技术方案：

4、1)按所述结构通式中的配比，将pb3o4、zro2、tio2、co2o

5、2)将所述一次磨料置于930～950℃的烧结炉中煅烧3小时，得预烧料；

6、3)将所述预烧料再次球磨、烘干，得陶瓷粉料；

7、4)将所述陶瓷粉料与聚乙烯醇混合均匀、造粒、压片成型，得瓷坯；

8、5)将所述瓷坯置于烧结炉中，升温排塑，然后加热至1250～1280℃烧结2～3小时，得瓷片；

9、6)在所述瓷片的正面和背面印刷银浆，然后置于烧结炉中烧结，得被银陶瓷片；

10、7)将所述被银陶瓷片置于温度为80～100℃、电场强度为3～4kv/mm的环境中极化时间为20～30min。

11、与现有技术比较，本专利技术提供的压电陶瓷解决了现有p8系列压电陶瓷材料压电常数低的问题(d33﹥300pc/n)，同时又具有低的强场介电损耗(tanδ≤0.75％@400v/mm)，可以满足大功率换能器使用，同时缩小换能器体积。本专利技术方法具有工艺简单，无特殊设备要求，成本低，利于大规模生产等特点，可以用于大功率超声换能器相关元器件中。

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【技术保护点】

1.一种高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷，其特征在于该压电陶瓷的结构通式为：Pb(ZrzTi1-z)x(Co1/3Nb2/3)y(Mn1/3Nb2/3)1-x-yO3+nwt％A，x＝0.85～0.95、y＝0.01～0.06、z＝0.45～0.55、n＝0.1～1，A为改性元素的氧化物，所述改性元素为Mg、Al、Yb中的一种或几种。

2.一种制备权利要求1所述的高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷的方法，其特征在于步骤如下：

【技术特征摘要】

1.一种高压电常数、低强场介电损耗压电陶瓷，其特征在于该压电陶瓷的结构通式为：pb(zrzti1-z)x(co1/3nb2/3)y(mn1/3nb2/3)1-x-yo3+nwt％a，x＝0.85～0.95、y＝0.01～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚涛，王仕海，张元松，何婧，王兰花，秦洁，
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：

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