[發明專利]PSN-PZT壓電陶瓷片及其制備方法

在審

• 申請號: 201711440039.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108249919A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 張珍宣;劉長流;戴昭波;張玉芬;陳鍵;高智紅
• 申請（專利權）人: 貴州振華紅云電子有限公司;貴州振華電子信息產業技術研究有限公司
• 主分類號: C04B35/493
• 分類號: C04B35/493;C04B35/622;C04B35/63;C04B41/88;H01L41/187;H01L41/37
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發明公開了一種PSN?PZT壓電陶瓷片及其制備方法。該PSN?PZT壓電陶瓷片的配方化學計量通式為：Pb_0.9Sr_0.1｛（Zr_0.55Ti_0.45）_0.98+（Sb_1/2Nb_1/2）_0.02｝O₃+xwt%Co₂O₃，x=0.05～0.3。其制備方法是：將各原料球磨后烘干、粉碎、過篩，預燒后再球磨，然后再烘干、粉碎、過篩，與聚乙烯醇混合、造粒、壓制成坯件，580～630℃排膠后再1210～1270℃、燒制成陶瓷片，陶瓷片表面被銀、燒銀、極化處理。采用本發明方法、并按本發明配方化學計量通式所提供的原料所制備得到的PSN?PZT壓電陶瓷片，具有介質損耗小，壓電性能較高等優點；適用于制備多種壓電陶瓷器件。

技術領域

本發明涉及一種壓電陶瓷片、以及制備該壓電陶瓷片的方法，尤其涉及一種PSN-PZT壓電陶瓷片及其制備方法。

背景技術

壓電陶瓷廣泛應用于材料工程、聲光電以及人類日常生活和生產的各個領域。目前應用最多的是鈣鈦礦型的鋯鈦酸鉛（PbZr_xTi_1-xO₃，簡寫為PZT）或以PZT為基摻入其它元素構成的壓電陶瓷。在實際應用中，不同的應用對壓電陶瓷的參數要求不同，這就迫使人們對壓電陶瓷材料進行相應的性能改進，目前，國內外主要采用兩種途徑：一種是摻雜改性，即通過雜質離子對A位或B位進行少量的置換，調整材料的性能參數，以滿足壓電元器件的要求；另一種是改進制備工藝，如確定最佳的燒結工藝、排膠制度、極化條件等，使得壓電陶瓷的性能得到改善，以滿足元器件的要求。

鈮銻-鋯鈦酸鉛系壓電陶瓷是一種壓電性能優良的材料，具有較高的壓電系數和機電耦合系數，較好的穩定性，能用于制作水聲換能器，大功率驅動器等器件。但是未加改性摻雜物的鈮銻-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷，介質損耗較高，不適宜用作較大功率的元器件應用。本發明選用鈮銻鋯鈦酸鉛作為研究對象進行研究，對本系統進行氧化鈷添加摻雜改性，獲得了較為理想的壓電陶瓷材料。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種PSN-PZT壓電陶瓷片；通過配方中各物質的相互配合，有效降低該PSN-PZT壓電陶瓷的介質損耗和保持相對較高壓電性能。

本發明的另一個目的在于提供一種制備該PSN-PZT壓電陶瓷片的方法，該方法操作簡單、穩定，產率高。用該方法制備的PSN-PZT壓電陶瓷片，具有介質損耗小，能夠長時間工作，壓電元件不易過熱損壞等特點。

為了實現上述目的，本發明所提供的PSN-PZT壓電陶瓷片的配方化學計量通式為：Pb_0.9Sr_0.1｛(Zr_0.55Ti_0.45)_0.98+(Sb_1/2Nb_1/2)_0.02｝O₃+xwt%Co₂O₃，其中，x=0.05-0.3。

本發明所提供的制備該PSN-PZT壓電陶瓷片的方法如下：

1）將所述配方化學計量通式中的原料與去離子水混合、球磨4h，得到第一漿料；球磨機轉速為480r/min；

2）將所述第一漿料于110～130℃下烘干，粉碎、過40～60目篩，得第一篩下物；

3）將所述第一篩下物置于爐內，按3.5℃/min速率升溫至950～1050℃、保溫2～4h，冷卻，得預燒物料；

4）將所述預燒物料與去離子水混合、再次球磨4h，得到第二漿料；球磨機轉速為480r/min；