[發明專利]一種高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 202011080914.5
• 申請日: 2020-10-11
• 公開（公告）號: CN112209712B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 龔文;吳超峰;俞勝平;高洪偉
• 申請（專利權）人: 浙江清華長三角研究院;歌爾股份有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 廖銀洪

1.一種高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷，其特征在于，所述高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的化學組成為：(1-x)(K_0.5Na_0.5)Nb_1-ySb_yO₃+xCuZr_0.5Ti_0.5O₃，其中，x，y為摩爾百分比，0x≤0.4，0.01≤y≤0.2。

2.根據權利要求1所述的高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)原料預處理：將碳酸鉀、碳酸鈉、五氧化二鈮、三氧化二銻、氧化銅、二氧化鋯和二氧化鈦放入培養皿，置于烘箱內，在120-150℃下保溫3-6h；

2)稱料混合：按所述高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的化學組成為配比稱量經步驟1)預處理后的原料，分散于無水乙醇中，混合均勻后烘干，粉碎過篩，制成預混粉；

3)預燒：將所述預混粉置于箱式爐中連續升溫至850-1050℃，保溫4-8h，降溫至室溫后粉碎過篩，得到預燒粉；

4)燒結：將所述預燒粉干壓成型為生坯，在氣氛燒結爐中于1150-1480℃下保溫6-12h，得到致密的壓電陶瓷片；

5)后處理：將燒結好的所述壓電陶瓷片加工成所需形狀，兩側均勻涂上銀層，標注正負極后極化老化得到所述鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷。

3.根據權利要求2所述的高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟2)中，預處理后的原料分散于無水乙醇后，通過球磨機濕磨混合均勻，所述球磨機的轉速為200-800rpm，濕磨時間為24-48h。

4.根據權利要求2所述的高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟4)中，所述氣氛燒結爐中的燒結氣為空氣或氧氣，氣壓為0.1-0.5MPa。

5.根據權利要求2所述的高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟5)中，所述兩側均勻涂上銀層為：在壓電陶瓷片的兩表面絲網印刷上厚度為0.01mm的銀漿，在150℃下烘干，隨后在箱式爐中升溫至500-600℃，保溫60min后降溫至室溫，得到被銀陶瓷片。

6.根據權利要求5所述的高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟5)中，所述極化老化為：將標注有正負極的被銀陶瓷片放入裝有硅油的極化裝置中，油浴加熱至80-120℃，在3-5kV/mm的電壓下極化20-30min，然后在室溫下放置24h老化，得到所述高壓電常數的鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷。