[發(fā)明專利]一種用于疊層致動器低溫共燒壓電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110994661.0
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113582689B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博;陰伏星;李佳;蔡東;嚴偉
• 申請（專利權(quán)）人: 成都匯通西電電子有限公司
• 主分類號: C04B35/493
• 分類號: C04B35/493;C04B35/622;C04B35/64;C04B41/88;H01L41/083;H01L41/09
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務(wù)所(有限合伙) 51213
• 代理人: 趙以鵬

1.一種用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于：其化學通式為aPb(Mg_1/3Nb_2/3)-bPb(Sb_1/2Nb_1/2)-cPb(Zn_1/3Nb_2/3)-dPb(Zr_0.52Ti_0.48)+x％LiF+y％M_uOv+z％SrCO₃，式中M為第一過渡系金屬元素，其中0.03≤a≤0.06；0.01≤b≤0.03；0.005≤c≤0.03；0.80≤d≤0.95，0x≤0.2，0y≤1，0z≤0.2；PMN-PSN-PZN-PZT為基體陶瓷粉體，LiF、M_uOv、SrCO₃為陶瓷材料配方中的輔料，x％、y％、z％分別表示對應的化合物占基體陶瓷粉體的質(zhì)量百分比，u和v的數(shù)值取決于金屬元素M的化合價，且u和v為整數(shù)，M為金屬元素Fe、Co、Ni中的一種；

所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：將Pb₃O₄、MgO、Nb₂O₅三種原料粉體混合預燒后得到Pb(Mg_1/3Nb_2/3)，即PMN陶瓷先驅(qū)體粉體；將Pb₃O₄、Sb₂O₅、Nb₂O₅三種原料粉體混合預燒后得到Pb(Sb_1/2Nb_1/2)，即PSN陶瓷先驅(qū)體粉體，備用；

步驟2：按照化學通式，根據(jù)化學計量比計算稱量步驟1中所述的PMN陶瓷先驅(qū)體粉體，以及Pb₃O₄、ZnO、Nb₂O₅、ZrO₂、TiO₂原料粉體，得到混合粉體A；將混合粉體A球磨均勻后預燒，預燒粉料按照質(zhì)量百分比加入LiF、MuOv、SrCO₃以及PSN陶瓷先驅(qū)體粉體等原料粉體，混合均勻后得到混合粉體B，混合粉體B經(jīng)過球磨、烘干、等靜壓、燒結(jié)、切片工藝獲得所述的壓電陶瓷材料。

2.如權(quán)利要求1中所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，在步驟1中所述的PMN陶瓷先驅(qū)體粉體和PSN陶瓷先驅(qū)體粉體的預燒溫度均為900～1000℃，保溫時間為2～4h。

3.如權(quán)利要求1中所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，在步驟2中混合粉體A的預燒溫度為1000～1050℃，保溫時間為1～2h，且混合粉體A預燒后再按化學計量比加入PSN陶瓷先驅(qū)體粉體及輔料。

4.如權(quán)利要求1中所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，在步驟2中混合粉體B不需要造粒，球磨烘干后，直接等靜壓成型為棒料，棒料在鉛氣氛中密封燒結(jié)，所述燒結(jié)溫度為850～950℃，保溫時間為2～3h。

5.如權(quán)利要求1中所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，在步驟2中燒結(jié)、切片工藝后還包括陶瓷片被銀以及極化工藝：在所述陶瓷片表面絲網(wǎng)印刷銀漿，被銀后的陶瓷片燒銀后進行極化。

6.如權(quán)利要求5所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，所述燒銀溫度為820～870℃，保溫時間為20～30min。

7.如權(quán)利要求5所述的用于疊層致動器的低溫共燒壓電陶瓷材料，其特征在于，所述極化的條件包括：極化溫度為100～140℃，極化電壓為3～5kV/mm，極化時間為20～40min。