[發明專利]一種低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201710364646.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107056294B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 林樅;王瀚瑤;郭鴻豪;許俊伸
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/622
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷的制備方法，以Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃為中間層，xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃?(1?x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃（x=0.95~0.98）為上下面層，通過多層模壓進行三明治結構的成型，在1150～1225℃進行燒結，制備了鉛揮發小于2.5wt%的層狀壓電陶瓷，本發明的成分及工藝步驟簡單，易于操作，重復性好，本發明主要用于環保型壓電變壓器和換能器等。

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷領域，尤其是一種低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷的制備方法。

背景技術

壓電陶瓷是一種能夠將電能和機械能相互轉化的功能陶瓷材料，屬于無機非金屬材料的一種，壓電陶瓷由于其壓電效應，并具有穩定的化學特性、優異的物理性能、易于制備成各種形狀和任意極化方向材料的特性，因而被廣泛地應用于變壓器、濾波器、傳感器，各種聲換能器等，不僅在日常生活和工業生產中有廣泛地應用，同時也是軍事領域密切關注的一類材料。

鋯鈦酸鉛（PZT）基壓電陶瓷含有大量鉛，在生產中作為鉛來源的PbO(或Pb3O4)的使用量高達70wt%以上，鉛與其他金屬不同，易于熔化，當溫度為327oC時，即開始液化，當達到400oC時，便開始大量蒸發，鉛的揮發會造成環境的污染，危害人類的健康。近年來，環境問題日益嚴重，為了減少PZT基壓電陶瓷燒結過程中鉛的揮發，科研工作者也在不斷探索。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種具有多層復合結構、能夠有效減少燒結中鉛的揮發量、降低PZT陶瓷生產過程中對環境的污染程度的低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷的制備方法。

為了實現上述的技術目的，本發明的技術方案為：

一種低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷，其依序包括上面層、中間層和下面層，其上面層和下面層材料的化學組成通式為：xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-(1-x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃，其中x=0.95～0.98；中間層材料的化學通式為：Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃。

進一步，所述上面層和下面層的厚度均為0.2～0.5mm，中間層的厚度為0.5～0.8mm。

進一步，所述的三明治結構壓電陶瓷為上面層、中間層和下面層的粉體原料依序平鋪堆疊后壓制成型。

一種低鉛揮發的PZT基三明治結構壓電陶瓷的制備方法，其包括如下步驟：

（1）配料：按化學組成通式xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-(1-x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃，其中x=0.95～0.98的化學計量比稱取原料 PbO、ZrO₂、TiO₂、SrCO₃、K₂CO₃及Nb₂O₅進行混合得到混合料A；按化學組成通式Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃的化學計量比稱取原料PbO、ZrO₂、TiO₂進行混合得到混合料B；