[發明專利]氣孔分布均勻、低介電損耗多孔鐵電陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 201310442312.3
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103553600A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 聶恒昌;董顯林;陳學鋒;王根水
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B38/06;C04B35/622
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種氣孔分布均勻、低介電損耗的多孔鋯鈦酸鉛陶瓷，其特征在于，所述鐵電陶瓷的化學組成通式為Pb(Zr_xTi_1-x)O₃，其中0.9≤x≤0.97，所述鐵電陶瓷的氣孔分布均勻不團聚，氣孔大小為5～120μm，孔隙率為5～20%，介電損耗常數為1.5～1.8%。

2.根據權利要求1所述的多孔鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷，其特征在于，所述鐵電陶瓷的體積電阻率為10¹¹～10¹³Ω·cm數量級。

3.根據權利要求1或2所述的多孔鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷，其特征在于，所述鐵電陶瓷的縱向壓電常數為60～70?pC/N。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的多孔鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷，其特征在于，所述鐵電陶瓷的斷裂韌性為1.0～1.5?MPa·m^1/2。

5.一種權利要求1至4中任一項所述的氣孔分布均勻、低介電損耗的多孔鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷的制備方法，其特征在于，包括：以按組成通式的化學計量比配料的Pb₃O₄、ZrO₂和TiO₂為原料制備鋯鈦酸鉛粉體；將一定量的造孔劑在一定濃度的檸檬酸水溶液中溶解，攪拌均勻形成溶液A，將所述鋯鈦酸鉛粉體在去離子水中形成溶液B，然后將溶液A與B混合、球磨后獲得混合物C；然后將混合物C放在烘箱中烘干得到混合粉體，加入粘結劑，造粒、成型、燒結制得多孔鋯鈦酸鉛陶瓷材料；以及將所述陶瓷材料被銀、燒銀并進行極化處理制得所述多孔鋯鈦酸鉛鐵電陶瓷；其中，所述造孔劑是在所述燒結過程中能夠被燒盡從而形成氣孔的物質。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述鋯鈦酸鉛粉體由所述原料經混合細磨后利用固相反應法在800～900℃保溫0.5～3小時合成。

7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述造孔劑包括聚甲基苯烯酸甲酯、淀粉、和/或碳粉。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述造孔劑為單分散或多分散，直徑范圍為5～120μm，其在所述混合粉體中的質量百分比為0～5wt%。

9.根據權利要求5至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述溶液A的濃度為0.1～10%，鋯鈦酸鉛粉體溶液B中，料和去離子水的質量比為1:(0.5～1.0)，混合物C球磨時間為0.5～48小時，料球比為1:(0.5～1.5)，所述球磨介質為鋼球、氧化鋯球或瑪瑙球。

10.根據權利要求5至9中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結是在鉛氣氛下以1～2.5℃/min的速率升溫至1200～1400℃，保溫0.5～48小時。

11.根據權利要求5至10中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒銀工藝為：以1～2.5℃/min的速率升溫至650～750℃，保溫10～100分鐘。

12.根據權利要求5至11中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述極化處理工藝為：極化電場2～4?kV/mm，在硅油中保持電壓5～30?分鐘。