[發(fā)明專利]一種壓電陶瓷凝膠、壓電陶瓷-聚合物復合壓電裝置及其制備方法

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• 申請日: 2023-03-08
• 公開（公告）號: CN116075206A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設計）人: 趙年順;黃鋒;汪禮;黃飛;孫太明;郭東旭;李成;周云艷
• 申請（專利權）人: 黃山學院
• 主分類號: H10N30/853
• 分類號: H10N30/853;H10N30/093;H10N30/045
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 陳安玥

1.壓電陶瓷凝膠，其特征在于，化學式為：(1-x)Bi₄Ti_3-y(Al_0.5Nb_0.5)_yO₁₂-xBa_0.8Ca_0.2TiO₃，式中，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.35。

2.根據(jù)權利要求1所述的壓電陶瓷凝膠的制備方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、按化學計量比取乙醇鈮、醋酸鉍、醋酸鋇、醋酸鈣、九水硝酸鋁和鈦酸四丁酯；

步驟二、將乙醇鈮溶入乙二醇甲醚中，得到含鈮溶液，將醋酸鉍、醋酸鋇、醋酸鈣、九水硝酸鋁溶入含鈮溶液中，然后加入冰乙酸，并在40-70℃攪拌10-20min，放置15-24h，制得前驅體A溶液；

步驟三、將鈦酸四丁酯溶解于冰乙酸中，然后加入乙二醇甲醚和乙酰丙酮，并在40-70℃攪拌10-20min，并放置15-24h，制得前驅體B溶液；

步驟四、將步驟二制得的前驅體A溶液和步驟三制得的前驅體B溶液混合并攪拌直至呈透明溶液，滴加氨水調PH值為3.5-6，然后在40-70℃反應7-20h，得到壓電陶瓷凝膠。

3.根據(jù)權利要求2所述的壓電陶瓷凝膠的制備方法，其特征在于，

所述步驟二中，將乙醇鈮加入乙二醇甲醚中，40-70℃攪拌0.5-1h，使乙醇鈮溶入乙二醇甲醚中，得到含鈮溶液，乙二醇甲醚與冰乙酸的體積比為0.5-2:0.5-2；

所述步驟三中，冰乙酸、乙二醇甲醚、乙酰丙酮的體積比為10-20:10-20:1。

4.壓電陶瓷-聚合物復合壓電裝置，其特征在于，

包括內電極；

包覆在內電極外表面的壓電陶瓷薄膜，壓電陶瓷薄膜的材料的化學式為：(1-x)Bi₄Ti_3-y(Al_0.5Nb_0.5)_yO₁₂-xBa_0.8Ca_0.2TiO₃，式中，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.35；

包覆在壓電陶瓷薄膜外表面的聚合物柔性介電層；

包覆在聚合物柔性介電層外表面的外電極；

以及一端與內電極固定連接的第一導線和一端與外電極固定連接的第二導線。

5.根據(jù)權利要求4所述的壓電陶瓷-聚合物復合壓電裝置，其特征在于，

所述內電極的材料為氧化銦；

所述外電極的材料為鋁箔；

所述第一導線和第二導線的材料為銅線，固定連接的方式為粘結固定。

6.根據(jù)權利要求4所述的壓電陶瓷-聚合物復合壓電裝置，其特征在于，所述壓電陶瓷薄膜的厚度為300nm-3μm。

7.根據(jù)權利要求4所述的壓電陶瓷-聚合物復合壓電裝置，其特征在于，

所述聚合物柔性介電層中的介電材料為聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯腈、聚酰亞胺或聚偏氟乙烯；

所述聚合物柔性介電層中的固化劑為硅烷偶聯(lián)劑；

所述聚合物柔性介電層的厚度為5-20μm。