[發明專利]一種燒結溫度低的高效壓電陶瓷材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 200910192826.1
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101712548A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 姜德星
• 申請（專利權）人: 廣州市番禺奧迪威電子有限公司
• 主分類號: C04B35/493
• 分類號: C04B35/493;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷及其制備工藝領域，尤其涉及一種鋯鈦酸鉛(PZT) 壓電陶瓷，適用于壓電陶瓷蜂鳴片、多層壓電揚聲器、多層壓電執行器 (actuator)。

背景技術

PZT壓電陶瓷是是將二氧化鉛、鋯酸鉛、鈦酸鉛在高溫下燒結而成的 多晶體，廣泛用于工業、農業、軍事、醫療等領域，但現有技術的PZT壓電 陶瓷燒結溫度大多在1300℃左右，鉛揮發嚴重，不僅影響材料性能，更是污 染環境，研究低溫燒結有著重大意義：①減少鉛揮發，避免陶瓷的組成偏離 設計組成；②減少環境污染；③節省能源，延長設備使用壽命；④在多層壓 電器件中，可減少使用Pt、Pd等貴金屬的用量，甚至可以使用Ni、Cu等賤 金屬作為電極，大大降低器件的成本。

期刊《硅酸鹽學報》2006年第4期，低溫燒結PZT-0.5％PbO-WO3壓電陶 瓷一文中，公開了一種低溫燒結的壓電陶瓷，其燒結溫度為1100℃，介電常 數為1593，d₃₃＝364pC/N，Kp＝0.596，其壓電性太低，不能用于制備大功率多 層揚聲器。

專利申請號為200410016324.0的中國發明專利，公開了“摻雜鈮錳酸鉛- 鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料及其制備工藝”，其燒結溫度為1050℃-1250℃，由于 其壓電性能低，不能用于制造大功率壓電陶瓷揚聲器。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種燒結溫度低、壓電性能 高的壓電陶瓷。

本發明的另一目的是提供所述壓電陶瓷的制備工藝。

本發明是這樣實現的：

一種燒結溫度低的高效壓電陶瓷材料，包括主要成份和輔助成份，

所述主要成份化學式為：

[Pb_(a-b)Me_b]{(Ni_1/3Nb_2/3)_c(Zn_1/3Nb_2/3)_d}Ti_eZr_fO₃??(1)

其中Me為Ba、Ca、Sr中的任一種或兩種元素，且0.97≤a≤1.05， 0.03≤b≤0.10，0.05≤c≤0.15，0.05≤d≤0.15，0.35≤e≤0.45，0.35 ≤f≤0.45，且c+d+e+f＝1；

以主要成分的總重量為100％添加以下輔助成份：

0.008％～0.1％?SiO₂或0.008％～0.1％?H₃BO₃或兩者的混合物；

0.10％～0.60％的Sb₂O₅或Sb₂O₃；

0.10％～0.60％的Bi₂O₃或Bi₂O₅；

0.03％～0.20％?Li₂CO₃或Na₂CO₃或兩者的混合物；

0.08％～0.2％?CuO。

本發明提供的壓電陶瓷中優選下列含量的主要成分和輔助成份：

所述主要成份化學式為：

Pb_0.915Sr_0.05Ba_0.03(Ni_1/3Nb_2/3)_0.08(Zn_1/3Nb_2/3)_0.12Ti_0.40Zr_0.40O₃??(2)

以主要成分的總重量為100％添加以下輔助成份：

0.05％?SiO₂和0.05％?H₃BO₃的混合物、0.30％的Sb₂O₃、0.40％的Bi₂O₅、 0.15％的Li₂CO₃、0.15％的CuO。