[發(fā)明專利]一種耐高溫壓電陶瓷及其制備工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811220411.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109336593A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 詹世清;蔣杏兵;王永晨;唐燕民
• 申請（專利權）人: 海鷹企業(yè)集團有限責任公司
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/622;C04B41/80
• 代理公司: 無錫派爾特知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開一種耐高溫壓電陶瓷及其制備工藝，屬于壓電陶瓷技術領域。耐高溫壓電陶瓷的分子式為：Pb_0.95Mg_0.025Ba_0.025(Zr_0.54Ti_0.46)O₃+0.9％La₂O₃+0.9％Nb₂O₅+0.5％CeO₂+0.225％MnO₂；其中，0.9％、0.9％、0.5％和0.225％均為占總質(zhì)量的質(zhì)量比。本發(fā)明還提供一種耐高溫壓電陶瓷的制備工藝，通過添加Ce、Mn元素來改善材料的溫度穩(wěn)定性，使其滿足生產(chǎn)要求的在200℃溫度下穩(wěn)定使用的壓電陶瓷，本發(fā)明的耐高溫壓電陶瓷可以用于油井探測、航空航天等高溫環(huán)境下的壓電傳感器。

技術領域

本發(fā)明涉及壓電陶瓷技術領域，特別涉及一種耐高溫壓電陶瓷及其制 備工藝。

背景技術

壓電材料是一種應用性廣泛的功能材料，它是通過正逆壓電效應實現(xiàn) 機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對各類聲學換能器及振動 傳感器等的高溫環(huán)境作業(yè)提出了更高的要求。在某些特殊特殊領域中需要 在高溫惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作的高精度驅(qū)動器、探測換能器和傳感器等壓電 器件。而作為壓電高溫材料不僅需要材料在高溫環(huán)境下結構穩(wěn)定，更需要 材料的壓電與介電性能不隨溫度變化而產(chǎn)生較大幅度波動從而影響材料使 用。

目前PZT(鋯鈦酸鉛系)是應用最廣泛的壓電材料，由于其居里溫度 (320℃～360℃)的限制，使其使用溫度為居里溫度的一半，在150℃以下 的環(huán)境使用。因此，如何突破PZT系列壓電陶瓷150℃的使用極限是材料 研究人員的重要任務之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫壓電陶瓷及其制備工藝，以解決目 前PZT系列的使用極限僅為150℃的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種耐高溫壓電陶瓷，其分子式為：

Pb_0.95Mg_0.025Ba_0.025(Zr_0.54Ti_0.46)O₃+0.9％La₂O₃+0.9％Nb₂O₅+0.5％CeO₂+0.225％MnO₂；其中，

0.9％、0.9％、0.5％和0.225％均為占總質(zhì)量的質(zhì)量比。

本發(fā)明還提供了一種耐高溫壓電陶瓷的制備工藝，包括如下步驟：

步驟1、根據(jù)上述分子式計算出各組分的比例，進行原料的配料；

步驟2、將原料混合粉碎形成混料；

步驟3、對混料壓塊后再預燒；

步驟4、加入占混料重量3％-7％的粘合劑并攪拌均勻，先預壓再研碎預 壓塊并過粗篩，將粗篩剩下的顆粒作為干壓原料，排除粘合劑；

步驟5、對經(jīng)預燒成型的粉末塊加熱，使其體積收縮、密度提高和強 度增強，形成陶瓷；

步驟6、在陶瓷上設置一層金屬薄膜，并施加一個強直流電場。

可選的，原料的顆粒度不超過2微米。

可選的，所述步驟2中，采用固相球磨法對原料進行混合粉碎；其中， 球的體積占球、料、水的總體積的30％-40％，球、料、水的重量比為2：1： 0.6，球磨時間為20小時。

可選的，所述步驟4中，以1噸/平方厘米的壓強進行預壓。

可選的，所述粗篩為50目篩。