[发明专利]一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极浆料领域，确切地说是一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料及其制备方法。

背景技术

压电材料是一种实现机械能与电能相互转换的功能材料，在电、磁、声、光、热、气、力等功能转换器件中发挥着重要的作用，广泛地应用于各种类型的水声、超声、电声换能器和基于压电等效电路的振荡器、滤波器和传感器等领域。

由于大多数压电元件在使用过程中的振动频率较大，即在几千赫兹到几百兆赫兹范围内，因此这就要求银电极层与基体间的结合强度要足够大，以避免银电极在应用过程中脱离基体致使元件失效或损伤。压电元件在制造过程中需要在银电极层上焊接引线，因此这就要求电极的可焊和耐焊性能优。另外，银电极的表面平整度和致密度也是压电元件电气性能的重要影响因素。

传统的压电陶瓷用银浆一般含有铅Pb有害物质，因为其采用硼硅铅系玻璃作为粘结剂，其中铅元素含量占玻璃的50%以上。这会严重污染环境和危害人体健康。

随着欧盟环保法令的颁布与限制，人们也在不断地寻找适合压电陶瓷用无铅玻璃以取代含铅的玻璃。近年来，功能陶瓷用无铅电极银浆浆料的专利数量在不断地增加，但是在这些专利中都未指出其浆料能够在压电陶瓷基体上使用。一般无铅无镉玻璃含有大量钾K、钠Na等碱金属元素，这将严重影响银浆料性能的可靠性和稳定性。

因此，要寻找一种新的压电陶瓷用无铅无镉环保型电极银浆料的制造工艺和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现产品的环保无铅化的压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料及其制备方法。

上述目的通过以下方案实现：

一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料，其特征在于：其是由下述重量百分比的原料制得：

       导电银微粉    50-75%

       无机添加剂    0.5-5%

       无铅玻璃粉    1-15%

       有机载体      15-45%；

所述的无铅玻璃粉其是由下述重量百分比的原料制成：

    Bi₂O₃   5-30%

B₂O₃    10-45%

SiO₂       1-15%

ZnO    1-40%

CaO    0.5-5%

TiO₂       0.5-5%

ZrO₂       0.5-5%

NiO        0-8%

Al₂O₃       0-5%；

所述的有机载体其是由下述重量百分比的原料制成：

    有机粘结剂    3-15%

    浆料触变剂    0.5-6%

    表面活性剂    0.5-6%

    浆料消泡剂    0.5-3%

    有机溶剂      70-95%。

所述的一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料，其特征在于：所述的导电银微粉是球形或类球形银粉体，其中粒径介于0.2-2μm的粗粉占0-20%，粒径介于10-100nm的细粉占80-100%，所述的无机添加剂是粒径小于10μm的超细金属粉体或超细金属氧化物粉体。

所述的一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料，其特征在于：所述的超细金属粉体或超细金属氧化物粉体指的是Cu，Zn，W，Bi₂O₃，ZnO，MnO₂，Cu₂O或CuO的一种或几种。

所述的一种压电陶瓷用无铅无镉电极银浆料，其特征在于：所述的有机粘结剂选用乙基纤维素、硝酸纤维素、羧甲基纤维素，聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、松香中的一种或几种；所述的浆料触变剂选用邻苯二甲酸二甲酯、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的一种或几种；所述的表面活性剂选用卵磷脂、硬脂酸、聚山梨酯、季铵化物中的一种或几种；所述的浆料消泡剂选用改性聚硅氧烷中的一种；所述的有机溶剂选用松油醇、松节醇、丁基卡必醇、丙酮中的一种或几种。

所述的压电陶瓷用无铅无镉银电极浆料的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

（1）无铅玻璃粉的制备