[發明專利]一種低溫燒結PZT95?5壓電陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 201710119134.9
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107266072A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 曹劍武;邢文芳;周雅偉;李志鵬;王志強
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五二研究所煙臺分所
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/626;C04B35/64;C04B41/51
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所11308
• 代理人: 李斌

1.一種低溫燒結PZT95/5鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料以摻雜鈮改性的鋯鈦酸鉛陶瓷為基體，并含有Cd和Li₂CO₃。

2.如權利要求1所述的低溫燒結PZT95/5鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述PZT95/5鐵電陶瓷材料的組分包括：以通式(Pb_1-xCd_x)(Zr_0.965Ti_0.035)O₃表示的第一組分，以及第二組分：a％wt的Nb₂O₅；和第三組分：b％wt的Li₂CO₃，其中，0.005≤x≤0.015，0.8≤a≤1.2，0.05≤b≤0.15，其中，所述第二組分和第三組分的質量百分含量是相對于所述PZT95/5鐵電陶瓷材料整體而言。

3.如權利要求1或2所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，包括如下工序：

(1)將所述PZT95/5鐵電陶瓷材料所需元素的金屬氧化物按照化學反應計量比配比磨至所需粒度并混合，得到混合料；

(2)將經工序(1)后的所述混合料于一定溫度范圍下保溫一定時間，合成得到鈮摻雜改性并含有Cd和Li₂CO₃的PZT95/5鐵電陶瓷原料；

(3)將工序(2)所述鈮摻雜改性并含有Cd和Li₂CO₃的PZT95/5鐵電陶瓷原料制成粉體，壓制成型獲得素坯；

(4)將所述素坯在1050℃～1100℃溫度下燒結獲得所述PZT95/5鐵電陶瓷材料。

4.權利要求3所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，所述工序(3)和工序(4)之間還包括將所述素坯排除有機物的工序。

5.權利要求3或4所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，在所述工序(2)中，合成溫度范圍為760℃～850℃，保溫2～4h。

6.權利要求3或4所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，在所述工序(2)中，采用無水乙醇和氧化鋯球作為球磨介質，將原料、氧化鋯球和無水乙醇按照1∶1.2∶0.85的比例混合濕法球磨至所需粒度。

7.權利要求3或4所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，在所述工序(3)中，細磨采用去離子水和氧化鋯球作為介質，將所述粉體、氧化鋯球和去離子水按照質量比為1∶1.5∶1的比例混合濕法球磨至所需粒度。

8.權利要求3或4所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，在所述工序(4)中，使素坯在600℃～700℃溫度范圍內保溫2～3小時以排除所述有機物。

9.權利要求3或4所述的PZT95/5鐵電陶瓷材料制備方法，其特征在于，所述金屬氧化物分別為Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Nb₂O₅、CdO、Li₂CO₃。

10.一種由權利要求1或2任一項所述的由PZT95/5鐵電陶瓷材料制備的壓電元件，或由權利3至9中任意一項所述的制備方法獲得的PZT95/5鐵電陶瓷材料所制備的壓電元件，其特征在于，所述壓電元件的壓電系數d₃₃＞65pC/N，剩余極化強度Pr＞35μC/cm²。