[發(fā)明專利]高壓電常數(shù)鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛壓電陶瓷無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201010101924.2 | 申請(qǐng)日： | 2010-01-26 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN101767993A | 公開(kāi)（公告）日： | 2010-07-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉來(lái)君;楊曌;方亮;胡長(zhǎng)征;劉勤文 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 桂林理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C04B35/49 | 分類號(hào)： | C04B35/49 |
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| 地址： | 541004廣西*** | 國(guó)省代碼： | 廣西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高壓電 常數(shù) 鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛 壓電 陶瓷 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
發(fā)明涉及一種高壓電常數(shù)鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛壓電陶瓷，特別是一種具有高壓電常數(shù)鈦酸鎂鋇壓電陶瓷配方，屬于電子陶瓷領(lǐng)域。
背景技術(shù)
鈦酸鎂鋇功能陶瓷，具有良好的介電、壓電、鐵電、熱釋電等效應(yīng)，可用于制作大容量電容器、非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器、壓電驅(qū)動(dòng)器、紅外探測(cè)器等。同時(shí)它還是無(wú)鉛材料，適合環(huán)保要求。有關(guān)具有高壓電常數(shù)的鈦酸鎂鋇系壓電陶瓷，目前尚無(wú)專利報(bào)道。以碳酸鎂、鈦酸鋇、二氧化鋯、二氧化鈦為原料，用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)方法可以制備鈦酸鎂鋇系陶瓷，方法簡(jiǎn)單、成本低，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)與壓電元器件的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種具有高壓電常數(shù)的環(huán)境友好的鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛壓電陶瓷的配方。特別是在鈦酸鋇-鈦酸鎂-鋯酸鋇三元體系中，調(diào)整配方，獲得的不同的壓電、介電、機(jī)電耦合特性。使鋯鈦酸鎂鋇的固溶體系的壓電常數(shù)比純鈦酸鋇提高2至3倍。
本發(fā)明所述的高壓電常數(shù)鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛壓電陶瓷，組分(Ba1-xMgx)(Ti1-yZry)O3，其中：0＜x＜0.20，0＜y＜0.20。用溶膠-膠凝法、濕化學(xué)溶液法、固相反應(yīng)法、模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)、反應(yīng)模板晶粒生長(zhǎng)技術(shù)制備或其他方法制備合成壓電陶瓷。
上述組分(Ba1-xMgx)(Ti1-yZry)O3中的0＜x＜0.20，0＜y＜0.20值中調(diào)整鎂或者鋯的摩爾百分比，包括x＝y(tǒng)與x≠y兩種情況，來(lái)改變提高鋯鈦酸鎂鋇壓電陶瓷的壓電特性。
本發(fā)明的目的是通過(guò)改變下述配方，通過(guò)傳統(tǒng)固相反應(yīng)法、或用溶膠-凝膠法合成粉再制備陶瓷來(lái)實(shí)施的：
1.首先將碳酸鎂、碳酸鋇、二氧化鋯、二氧化鈦原料，按化學(xué)式(Ba1-xMgx)(Ti1-yZry)O3配比，其中0＜x＜0.20，0＜y＜0.20；混料、用行星磨混合均勻，烘干、經(jīng)過(guò)900～1200℃預(yù)燒2～10小時(shí)，再用行星磨粉碎、加膠、壓片、經(jīng)過(guò)1100～1450℃燒結(jié)2～10小時(shí)，燒上電極、測(cè)量介電特性；極化、測(cè)量壓電特性。
2.氫氧化鋇、醋酸鎂、乙醇鋯、鈦酸丁酯為原料，按化學(xué)式(Ba1-xMgx)(Ti1-yZry)O3配比，其中0＜x＜0.20，0＜y＜0.20；首先將氫氧化鋇、醋酸鎂分別溶于乙二醇甲醚，30～80℃加熱攪拌并加入少量去離子水至溶液澄清；再將乙醇鋯、鈦酸丁酯分別溶于乙二醇甲醚，30～80℃加熱攪拌至溶液澄清。將兩種溶液混合形成Ba-Mg-Ti-Zr復(fù)合溶液，30～80℃加熱攪拌并加入少量去離子水至溶液逐步變成凝膠。凝膠經(jīng)過(guò)干燥，750～1100℃預(yù)燒2～10小時(shí)，形成鋯鈦酸鎂鋇粉末。用行星磨粉碎、加膠、壓片、經(jīng)過(guò)1050～1450℃燒結(jié)2～10小時(shí)，燒上電極、測(cè)量介電特性；極化、測(cè)量壓電特性。
本發(fā)明配方制備的鋯鈦酸鎂鋇系無(wú)鉛壓電陶瓷具有非常良好的介電特性、高壓電常數(shù)，與純的鈦酸鋇陶瓷相比，壓電常數(shù)可以提高2至3倍，與傳統(tǒng)鉛基壓電陶瓷相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，成分無(wú)鉛，適合環(huán)境保護(hù)要求，此類無(wú)鉛壓電陶瓷非常適合于中、低溫壓電元器件應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的配方制備的(Ba0.91Mg0.09)(Ti0.86Zr0.14)O3鐵電陶瓷的XRD譜；預(yù)燒溫度是1100℃，最后燒結(jié)溫度是1250℃，為多晶陶瓷。
圖2為本發(fā)明組分為(Ba0.96Mg0.04)(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的介電溫度譜圖；圖2中橫坐標(biāo)為溫度，單位為℃，縱坐標(biāo)是介電常數(shù)。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明決非僅局限于所述的實(shí)施例。
實(shí)施例1：
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