[发明专利]一种改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷粉体的制备方法。

背景技术

压电陶瓷是一种重要陶瓷功能器件，广泛用于制造引燃引爆、陶瓷发动机、 压电变压器、传感器、换能器、蜂鸣器等方面，而不同的器件对材料的要求也 不同。有些压电陶瓷的工作环境温度较高，要求的机电耦合系数K_p、机械品 质因数Q和压电系数d₃₃都要大，同时居里温度T_c要高，对器件材料的特性提 出了更高的要求，为此对压电陶瓷材料的制备水平提出了更高的要求。但传统 固相合成方法存在化学配比不能精确控制、粉体活性低、所需烧结温度高、材 料均匀性差等缺点，已满足不了需求。

发明内容

本发明为了解决现有固相合成法制备压电陶瓷粉体存在化学配比不能精 确控制、粉体活性低、所需烧结温度高、材料均匀性差的问题，而提供在一种 改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的制备方法。

改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的制备方法按以下步骤实现：一、按体积份数 比565∶34.35∶10∶68∶226取Pb(Ac)₂·3H₂O的可溶性盐溶液、TiCl₄的可溶 性盐溶液、MnCl2的可溶性盐溶液、NiCl₂·6H₂O的可溶性盐溶液和ZrOCl₂·8H₂O 的可溶性盐溶液，然后在40～60℃的水浴条件下混合，并搅拌30～60min，得 混合溶液；二、向混合溶液中加入86₂O₃至Sb₂O₃浓度为0.1～0.3mg/L，并搅 拌30～60min，得悬浊液；三、向悬浊液中加入氨水并控制pH值为8～10， 至沉淀完全，得氢氧化物胶体，然后用离心机将氢氧化物胶体与液体分离，弃 上清液，用去离子水清洗沉淀，直至向清洗后的水中滴加0.1mol/L的AgNO₃溶液无沉淀物为止，离心并收集沉淀，然后在90～100℃下干燥4～6h，再置 于星式微粒球磨机中研磨，得微粉；四、将微粉倒入氧化铝坩埚再置于烧结炉 中，在650～750℃下烧结1.5～2.5h，即得到改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体；其 中步骤一中Pb(Ac)₂·3H₂O的可溶性盐溶液、TiCl₄的可溶性盐溶液、MnCl₂的 可溶性盐溶液、NiCl₂·6H₂O的可溶性盐溶液和ZrOCl₂·8H₂O的可溶性盐溶液浓 度相同均为0.05～0.15mol/L。

本发明改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的制备方法，具有以下优势：(1)对锆 钛酸铅压电陶瓷粉体进行了改性掺杂，加入了Sb、Pb、Ti、Mn、Ni和Zr 元素，使其具有较高的机电耦合系数(kp＝48％)和机械品质因数(Qm＝2450)及 高居里温度(Tc＝300℃)；(2)化学组成，各元素配比得到了精确控制；(3) 化学反应在低温条件(40～60℃)下进行，节能且降低成本；(4)粉体活性高， 与传统固相合成方法相比预烧合成温度降低100℃左右；(5)粉体颗粒精细， 尺寸为30～60nm，均匀性好。

附图说明

图1是具体实施方式十一中所得改性锆钛酸铅压电陶瓷粉体的电镜扫描 图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方 式间的任意组合。