[發明專利]一種強韌性壓電陶瓷及其配方、制作方法

有效

• 申請號: 202010929339.5
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112028629B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 徐培鋒
• 申請（專利權）人: 蘇州超田新材料有限公司
• 主分類號: H01L41/187
• 分類號: H01L41/187;C04B35/491;C04B35/622;B28B5/02;B28B13/02
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜;俞蘭周

1.一種壓電陶瓷的制作方法，所述壓電陶瓷的配方包括主體成分和附加成分，所述主體成分為PZT系壓電陶瓷粉料、PZT基的三元系壓電陶瓷粉料或PZT基的多元系壓電陶瓷粉料，其特征在于：所述附加成分為莫來石纖維，且莫來石纖維重量為主體成分重量的0.1％～0.8％；所述莫來石纖維的化學成分中，Al₂O₃含量為72%～77%，SiO₂含量為22%～17%，B₂O₃含量為3%～5%，P₂O₅含量為1.5%～3.0%，鉀鈉含量小于0.05%；

所述壓電陶瓷的制作方法包括以下步驟：（1）將PZT系壓電陶瓷粉料制成瓷漿A；（2）采用所述的壓電陶瓷配方制成瓷漿B；（3）使用流延成型機進行成型加工；在所述流延成型機的輸送帶上排列設置第一供料斗、第二供料斗、刮刀以及烘干爐，并在第二供料斗的出料口設置一個輸送帶傳送方向開設有條形排料口的排料管，同時使所述排料管沿輸送帶寬度方向橫跨布設于刮刀與第一供料斗的出料口之間；將瓷漿A加入所述第一供料斗，將瓷漿B加入第二供料斗，用該流延成型機進行成型加工，得到瓷條；（4）將成型的瓷條切割成設定尺寸的瓷坯；（5）將瓷坯升溫以排除有機物，得到素坯；（6）將素坯燒結得到壓電陶瓷；

所述流延成型機中，將排料管的橫截面外輪廓設置為弓形，且弓形的弦傾斜朝向輸送帶表面；所述流延成型機中，條形排料口的橫截面輪廓設置為波浪狀，且將排料管可上下移動地設置在所述第二供料斗；成型加工時，使排料管在出料的同時上下來回移動；

所述流延成型機中，將倒U型三通管道可上下移動地設置于第二供料斗，并將倒U型三通管道的上端口套設在第二供料斗的出料口，將倒U型三通管道的兩個下端口連接于排料管。

2.根據權利要求1所述的一種壓電陶瓷的制作方法，其特征在于：所述主體成分是化學組成為 (Pb_0.95Sr_0.05)(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ 或者Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃的PZT系壓電陶瓷粉料。

3.根據權利要求1所述的一種壓電陶瓷的制作方法，其特征在于：所述步驟（1）中，所述PZT系壓電陶瓷的化學組成為Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃。

4.根據權利要求1所述的一種壓電陶瓷的制作方法，其特征在于：所述步驟（2）中，根據化學組成(Pb_0.95Sr_0.05)(Zr_0.52Ti_0.48)O₃配置各原材料粉末，并混合均勻得到混合料；然后將混合料煅燒合成熔塊；再將熔塊振磨成D50≤1.0μm、Dmax≤6.0μm的PZT系壓電陶瓷粉料；在PZT系壓電陶瓷粉料中加入膠水、消泡劑和水攪拌制成瓷漿；再以PZT系壓電陶瓷粉料的重量為基準，稱取0.6wt％的纖維直徑為2～7μm，纖維長度為5～50μm所述莫來石纖維加入料漿中攪拌均勻，得到所述瓷漿B。

5.一種強韌性壓電陶瓷，其特征在于：該強韌性壓電陶瓷采用權利要求1-4任一所述的制作方法制得。