【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电陶瓷，特别是涉及一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法和压电器件。
技术介绍
1、大功率压电陶瓷研究背景源于对于高功率应用中压电材料的需求和挑战的认识。压电效应是一种材料在受到外界电场激励时发生形变或产生电荷分布的现象，这使得压电材料在传感器、驱动器和能量转换等领域具有广泛的应用潜力。目前，市面上常见的大功率输出商用压电陶瓷主要呈现为以pzt-8为代表的pzt系列。然而，在高功率应用中，传统压电材料在高功率下容易发生热失控现象，导致性能下降甚至破坏。为此，亟需一种能够兼顾高功率性能和温度稳定性的压电陶瓷。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对如何兼顾高功率性能和温度稳定性的问题，提供一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法和压电器件。
2、一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xpb(in1/2nb1/2)o3-0.05pb(mn1/3nb2/3)o3-(0.95-x)pb(zr0.48ti0.52)o3，其中0.01≤x≤0.05，x为摩尔比。
3、经过试验验证，本专利技术技术方案的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷能够兼顾高功率性能和温度稳定性。一方面能够在高功率条件下表现出较好的性能；另一方面能够在高温条件下保持稳定的压电性能，在面对高功率和高温环境时不容易发生热失控问题，能够保持较好的性能和可靠性；此外，还具备较宽的工作温度范围，能够适应不同的温度
4、在一个可行的实现方式中，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xpb(in1/2nb1/2)o3-0.05pb(mn1/3nb2/3)o3-(0.95-x)pb(zr0.48ti0.52)o3，其中x为0.01、0.02、0.03、0.04或者0.05。
5、一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
6、基于化学通式xpb(in1/2nb1/2)o3-0.05pb(mn1/3nb2/3)o3-(0.95-x)pb(zr0.48ti0.52)o3的化学计量比，其中0.01≤x≤0.05，x为摩尔比，将pbo粉体、tio2粉体、zro2粉体、mno2粉体、in2o3粉体和nb2o5粉体混合均匀，烘干后进行预烧结处理，充分反应后得到预烧粉体；
7、将所述预烧粉体进行造粒，之后压制成型，得到陶瓷生胚片；以及
8、将所述陶瓷生胚片进行排胶处理和烧结处理，得到铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷。
9、本专利技术技术方案的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法工艺简单，经过试验验证，采用上述制备方法制备得到的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷能够兼顾高功率性能和温度稳定性。一方面能够在高功率条件下表现出较好的性能；另一方面能够在高温条件下保持稳定的压电性能，在面对高功率和高温环境时不容易发生热失控问题，能够保持较好的性能和可靠性；此外，还具备较宽的工作温度范围，能够适应不同的温度环境，在面对温度变化较大的应用场景时依然能够保持稳定的性能，提高了应用的灵活性和适用性。
10、在一个可行的实现方式中，所述预烧结处理的温度为800℃～900℃，所述预烧结处理的时间为2h～3h，所述预烧结处理的升温速率为5℃/min～8℃/min。
11、在一个可行的实现方式中，将所述预烧粉体进行造粒之前，还包括如下步骤：
12、对所述预烧粉体进行球磨处理，转速为250r/min～300r/min，时间为16h～20h。
13、在一个可行的实现方式中，所述造粒的操作为：将所述预烧粉体与粘合剂混合均匀，之后过100目筛网；其中，所述粘合剂的质量百分含量为5％～7％。
14、在一个可行的实现方式中，所述排胶处理的温度为600℃～700℃，所述排胶处理的保温时间为5h～6h，升温速率为1℃/min～3℃/min。
15、在一个可行的实现方式中，所述烧结处理的温度为1150℃～1200℃，所述烧结处理的保温时间为2h～3h，升温速率为5℃/min～8℃/min。
16、在一个可行的实现方式中，还包括涂银和极化的步骤。
17、一种压电器件，包括上述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷或者上述任一的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法制备得到的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷。
18、本专利技术技术方案的压电器件包括上述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，经过试验验证，本专利技术技术方案的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷能够兼顾高功率性能和温度稳定性。一方面能够在高功率条件下表现出较好的性能；另一方面能够在高温条件下保持稳定的压电性能，在面对高功率和高温环境时不容易发生热失控问题，能够保持较好的性能和可靠性；此外，还具备较宽的工作温度范围，能够适应不同的温度环境，在面对温度变化较大的应用场景时依然能够保持稳定的性能，提高了应用的灵活性和适用性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，其特征在于，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xPb(In1/2Nb1/2)O3-0.05Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-(0.95-x)Pb(Zr0.48Ti0.52)O3，其中0.01≤x≤0.05，x为摩尔比。
2.根据权利要求1所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，其特征在于，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xPb(In1/2Nb1/2)O3-0.05Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-(0.95-x)Pb(Zr0.48Ti0.52)O3，其中x为0.01、0.02、0.03、0.04或者0.05。
3.一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述预烧结处理的温度为800℃～900℃，所述预烧结处理的时间为2h～3h，所述预烧结处理的升温速率为5℃/min～8℃/min。
5.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰
6.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造粒的操作为：将所述预烧粉体与粘合剂混合均匀，之后过100目筛网；其中，所述粘合剂的质量百分含量为5％～7％。
7.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述排胶处理的温度为600℃～700℃，所述排粘处理的保温时间为5h～6h，升温速率为1℃/min～3℃/min。
8.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的温度为1150℃～1200℃，所述烧结处理的保温时间为2h～3h，升温速率为5℃/min～8℃/min。
9.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，还包括涂银和极化的步骤。
10.一种压电器件，其特征在于，包括权利要求1或者2所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷或者权利要求3～9中任一项所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法制备得到的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷。
...【技术特征摘要】
1.一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，其特征在于，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xpb(in1/2nb1/2)o3-0.05pb(mn1/3nb2/3)o3-(0.95-x)pb(zr0.48ti0.52)o3，其中0.01≤x≤0.05，x为摩尔比。
2.根据权利要求1所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷，其特征在于，所述铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的化学通式为：xpb(in1/2nb1/2)o3-0.05pb(mn1/3nb2/3)o3-(0.95-x)pb(zr0.48ti0.52)o3，其中x为0.01、0.02、0.03、0.04或者0.05。
3.一种铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述预烧结处理的温度为800℃～900℃，所述预烧结处理的时间为2h～3h，所述预烧结处理的升温速率为5℃/min～8℃/min。
5.根据权利要求3所述的铌铟酸铅-铌锰酸铅-锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞淑婷，曹文武，
申请(专利权)人：江苏省声学产业技术创新中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。