[發明專利]無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610654873.3
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106278263B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 吳丹
• 申請（專利權）人: 湖南文理學院
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/64;C04B41/00
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 趙永輝

本發明公開了一種無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：步驟1)將未被極化過的無鉛壓電陶瓷粉體溶解在去離子水中得混合液；步驟2)準備兩塊絕緣薄膜；步驟3)沉淀得無鉛壓電陶瓷粉體沉淀層，所述沉淀層厚度達到0.05?0.9mm，加熱烘干所述沉淀層，烘干溫度小于90℃；步驟4)將步驟2中另一塊薄膜鋪設在沉淀層上方，將薄膜涂有導電膠的一側朝下，得無鉛壓電陶瓷薄膜中間體；步驟5)壓合無鉛壓電陶瓷薄膜中間體；步驟6)對步驟5中壓合后的無鉛壓電陶瓷薄膜中間體進行極化處理得具有柔性的無鉛壓電陶瓷薄膜。通過本發明的無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法制備得到了壓電效應較好，具有柔性的無鉛壓電陶瓷薄膜。

技術領域

本發明涉及一種無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法。

背景技術

壓電陶瓷是一類在電子行業應用廣泛的高新技術材料。但目前大規模使用的是鋯鈦酸鉛Pb(Zr,Ti)O3基壓電陶瓷(稱為PZT基壓電陶瓷)，PZT基壓電陶瓷中Pb含量高達60wt.％以上，在其制備、使用、廢棄過程中都會對人類身體健康及其生存環境造成危害。因此研發壓電性能優異，環境友好的無鉛壓電陶瓷是一項迫切的、具有重要社會意義的課題。

另外，人類對小型化和輕量化設備的需求與日俱增，微型傳感器是科研人員熱衷的研究方向，然而由于壓電陶瓷的特性，使得現有壓電陶瓷薄膜一般都是以硅或二氧化硅等硬性材料為基底制成的，目前尚未有關于柔性壓電陶瓷薄膜的研究報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法，通過該方法制備的薄膜具有極強的柔性，同時具有較好的壓電效果。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：

本發明的一種無鉛壓電陶瓷薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

步驟1)將未被極化過的無鉛壓電陶瓷粉體溶解在去離子水中得混合液；

步驟2)準備兩塊絕緣薄膜，在每塊薄膜的一側均勻涂抹一層導電膠；

步驟3)將步驟2中的一塊薄膜置于混合液的底部，將薄膜涂有導電膠的一側朝上，然后靜止一段時間進行沉淀得無鉛壓電陶瓷粉體沉淀層，所述沉淀層厚 度達到0.05-0.9mm，加熱烘干所述沉淀層，烘干溫度小于90℃；

步驟4)將步驟2中另一塊薄膜鋪設在沉淀層上方，將薄膜涂有導電膠的一側朝下，得無鉛壓電陶瓷薄膜中間體；

步驟5)壓合無鉛壓電陶瓷薄膜中間體；

步驟6)對步驟5中壓合后的無鉛壓電陶瓷薄膜中間體進行極化處理得具有柔性的無鉛壓電陶瓷薄膜。

進一步，所述未被極化過的無鉛壓電陶瓷粉體按照以下方法制得：

a)制備所述無鉛壓電陶瓷粉體所用的原料為化學純Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb(OH)₅、V₂O₅，將原料按化學式(Na_0.52K_0.48)(Nb_0.86V_0.14)O₃的配比進行稱量、配料；

b)將Na₂CO₃、K₂CO₃分別與EDTA混合得鈉及鉀的螯合物；

c)將步驟b中得到的鈉及鉀的螯合物與Nb(OH)₅、V₂O₅和氨水充分混合，然后對上述混合物進行燒結,燒結溫度為400-600攝氏度，保溫3-4h,合成鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷粉體。

進一步，步驟6中所述極化處理，采用以下方式：