[發(fā)明專利]一種高介電常數(shù)高壓電應(yīng)變發(fā)射型壓電陶瓷材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111551146.1
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114133243A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳凡;蓋學(xué)周;汪躍群
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所
• 主分類號: C04B35/493
• 分類號: C04B35/493;C04B35/622;C04B41/00;C04B41/51;C04B41/88;H01L41/187;H01L41/43
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種高介電常數(shù)高壓電應(yīng)變發(fā)射型壓電陶瓷材料，其特征在于：組成式為：Pb_1-xSr_x[(Mg_1/3Nb_2/3)_a(Zn_1/3Nb_2/3)_b(Zr_yTi_1-y)_1-a-b]O₃+mwt％Fe₂O₃，其中0≤x≤0.10，0.50≤y≤0.54，0.01≤a≤0.12,0.02≤a+b≤0.25,0≤m≤0.07。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高介電常數(shù)高壓電應(yīng)變發(fā)射型壓電陶瓷材料，其特征在于：所述壓電陶瓷材料的介電常數(shù)ε_r3^T＝1800～2200，3KV/mm電場下應(yīng)變值Strain＝0.19％～0.22％，動態(tài)壓電應(yīng)變系數(shù)d^*₃₃＝690±40pm/V，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Q_m≥400，平面機(jī)電耦合系數(shù)k_p≥0.57，介電損耗tgδ≤0.3％。

3.一種高介電常數(shù)高壓電應(yīng)變發(fā)射型壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：具體制備步驟如下：

(1)配料：選用化學(xué)純的Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、SrCO₃、MgO、Nb₂O₅、ZnO、Fe₂O₃為原料，按照Pb_1-xSr_x[(Mg_1/3Nb_2/3)_a(Zn_1/3Nb_2/3)_b(Zr_yTi_1-y)_1-a-b]O₃+mwt％Fe₂O₃，其中0≤x≤0.10，0.50≤y≤0.54，0.01≤a≤0.12,0.02≤a+b≤0.25,0≤m≤0.07，配比準(zhǔn)確稱量，然后置于球磨罐中濕法球磨混料20～30小時后出漿烘干，其中球磨介質(zhì)為去離子水和氧化鋯球，球：料：水的重量比均為2：1：0.7；

(2)合成：烘干后的粉料壓塊后放入Al₂0₃坩堝，在650℃保溫1.5～3小時，820～920℃保溫2.5～3.5小時進(jìn)行合成；

(3)成型及排塑：將合成好的料塊破碎過篩，經(jīng)濕法球磨35～55小時，烘干后加入占干燥粉體重量為4～8％聚乙烯醇粘結(jié)劑造粒，通過干壓成型法制得Φ25×2.5～2.8mm坯體；然后在750～850℃保溫3～5小時排塑；

(4)燒結(jié)：坯體置于Al₂0₃承燒板及坩堝中間，在1240～1300℃保溫2～3小時燒結(jié)；

(5)機(jī)加工：燒結(jié)好的瓷件磨削至Φ20×1mm成品尺寸；

(6)上電極：磨削后的Φ20×1mm成品元件經(jīng)超聲清洗并烘干，隨后采用絲網(wǎng)工藝在其上、下表面印刷電極，烘干后置于網(wǎng)帶爐中燒銀；

(7)極化：將元件置于150～160℃的硅油中，在3.0～4.0kv/mm的電場下極化15min成品。