[發明專利]一種壓電陶瓷材料生產方法

在審

• 申請號: 201410653772.5
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104387066A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 黃翔
• 申請（專利權）人: 江蘇神光電子有限公司
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于壓電陶瓷生產技術領域，具體說是一種壓電陶瓷材料生產方法。

背景技術

隨著通信、電子信息、汽車及紡織機械工業的發展，近年來壓電材料在這些領域的應用拓廣十分迅猛。如用于光通信應用的用壓電材料制成的光開關，光路轉換器，用于汽車上的陶瓷爆燃傳感器、智能減震器；用于盲人電腦上的電腦閱覽器，用于新型紡織機械上的新型壓電編織針，用于工業超聲清洗，超聲塑焊，超聲霧化，超聲美容等.權威機構預測這些新應用的需求將以每年20％以上的數率增長。這些新應用對壓電材料的電性能參數、可靠性、穩定性以及制造成本均提出了很高的要求與挑戰。現有常規的壓電材料均有這樣那樣的不足，難以充分滿足其應用要求。如汽車上的陶瓷爆燃傳感器、智能減震器除了較高的壓電活性外，壓電材料必須有較高的居里溫度及在較高工作溫度下有較強的抗退極化的能力；盲人電腦上的電腦閱覽器則要求壓電材料要有較大的電驅動力，而光開關、光路轉換器、新型紡織機械上的壓電編織針等應用則要求壓電材料要有較大的位移及較快的響應速率。該公司致力于功能化壓電陶瓷產品的規?；a的技術研發與應用，不斷加大規模化集成電路封裝、貼片用高性能陶瓷材料的技術升級換代研究開發。

發明內容

本發明的目的是為了合成高純超細的亞微米級陶瓷粉料，克服傳統的氧化物煅燒合成Pb(M9113Nb2／3)03時會生成焦綠石相的缺點。

本發明的技術方案是壓電材料的生產工藝流程

配料：?

采用Pb0.8Sr0.2(Mg1/3Nb2/3)0.25Ti0.38Zr0.37O3,?Kp?=74.9%,?erT?=?5148根據配方進行必要的計算，根據計算結果即可進行稱料，為保證化學反應的順利進行，原料的選擇和處理是一個非常重要的問題，如原材料的價格，純度，細度，活性等。

球磨：

稱好的配料通過球磨的方式混合均勻，以利于各原料間的反應充分進行，為成型和燒結創造有利條件。生產壓電陶瓷用的是球墨罐，一般用耐磨性好的塑料制成，研磨介質用瑪瑙球、氧化鋁球、鋼球、與所磨瓷料相同成分的壓電陶瓷球。

成型：

目的是將制好粒的料壓結成所要求的預制尺寸的毛坯。壓電陶瓷成型的方法一般有三種：軋膜成型、干壓成型、等靜壓成型。?為了增加粉料的可塑性，為成型創造有利條件，一般需加入粘結劑（一般是還原性較強的物質）。但是在燒成前必須排除，以免影響燒成質量。

排塑：

目的是將制粒時加入的粘合劑從毛坯中除掉。?

燒結成瓷：

壓電陶瓷的燒成應在氧化后的氣氛中進行。現在生產的壓電陶瓷大多數還是以氧化鉛為主要原料之一，故在燒成過程中，成型坯件都必須密封，以防止氧化鉛揮發而使成分變化。

燒結：

此工藝的作用是使銀漿中的氧化銀還原成銀，并使銀在較高的溫度時滲入瓷件表面，形成密封結合。

高壓極化：

使陶瓷內部電疇定向排列，從而使陶瓷具有壓電性能。

制備亞微米的鉛基鈣鈦礦陶瓷粉料：?

首先合成Z向2．Ti02的單相化合物或固溶體ZrxTil．。02，隨后與氧化鉛反應，生成PbZrxTil．x03，反應過程如下：

(x)Zr02+(1·x)Ti02一ZrTi03?，PbO+Zr，n03一Pb(ZrTi)03?然而，通過固相反應，只能制備Zr／Ti比接近l：l的ZrxTiI．x02固溶1651，難以滿足應用要求。用化學濕法也可以合成ZrxTil．x02先驅體，這時由于先驅體的制備所采用的方法是濕法。

本發明的有益效果是：合成PZT粉體的方法是固相反應，粉體容易粉碎，僅需較短時間的球磨，即可達到亞微米量級。它是制備超細粉料經濟簡便的新方法。其原因在于，原料顆粒之間得反應方式與普通反應法不同，反應過程中較大的PbO顆粒被較小的B位先驅體顆粒包圍，高溫下氧化鉛進入先驅體顆粒同先驅體反應，反應后的先驅體顆粒變成直徑更大韻鈣鈦礦顆粒。由于先驅體生成鈣鈦礦時發生體積膨脹，導致先驅體顆粒內部缺陷和氣孔的產生，使鈣鈦礦顆粒變成海綿狀骨架結構。這些顆粒在球磨過程中很容易粉碎，僅需較短時間，即可將原來達到亞微米級的陶瓷粉末。