[发明专利]一种铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件及其制备方法

权利要求书

1.一种铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件的配方化学计量通式为：

(Na_0.52K_0.44Li_0.04)(Nb_0.93-ySb_0.07Ta_y)O₃，其中0.02≤y≤0.06；

所述铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件的制备方法，包括下述步骤：

S1、预处理

将(Na_0.52K_0.44Li_0.04)(Nb_0.93-ySb_0.07Ta_y)O₃所需的碱金属原料Li₂CO₃、Na₂CO₃和K₂CO₃在60-80℃烘干8-12h，并与Nb₂O₅、Ta₂O₅、Sb₂O₃混合后以无水乙醇为分散剂，以氧化锆球为球磨介质进行球磨得到粒径为700-1300nm的浆料；

S2、初次煅烧和球磨粉碎

将步骤S1制备的浆料烘干，粉碎过筛后在温度为800℃-850℃煅烧2-5h，冷却，然后以无水乙醇为分散剂，以氧化锆球为球磨介质球磨后得到粒径为1500-2000nm的浆料；

S3、二次煅烧和球磨粉碎

将步骤S2制备的浆料烘干粉碎过筛后在温度为800℃-850℃煅烧2-5h，冷却，然后以无水乙醇为分散剂，以氧化锆球为球磨介质球磨后得到粒径700-1300nm的浆料，烘干后为铌酸钾钠系陶瓷粉体；

S4、流延成型

按照铌酸钾钠系陶瓷粉体：粘结剂：溶剂的体积比例为1:0.25-0.35：0.35-0.5的比例加入到球磨罐中，以氧化锆球为球磨介质，球磨后的浆料用真空泵除气脱泡1-2h后静置，使用流延机流延成膜厚为10-200μm的薄膜；

S5、印刷、叠层、热压和切割

流延得到的膜片根据需要印刷电极图案，第一层烘干后放上新的膜片，压合后继续印刷电极，如此循环印刷叠层至设计的层数；叠层后的多层膜片塑封，热压后连接好端电极，得到最终的多层陶瓷生坯；

S6、排胶、共烧结和极化

将陶瓷生坯用氧化铝或氧化锆承烧板夹持后，埋在氧化铝陶瓷粉中，置于电炉内，在200-500℃间缓慢升温排胶，升温速度为10-12℃/h；排胶后的生坯在1050-1100℃下烧结2-4h，后随炉冷却，极化，即可。

2.根据权利要求1所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件的配方化学计量通式中，y＝0.04。

3.根据权利要求1所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3中浆料过60目筛。

4.根据权利要求1所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S4中的粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述溶剂为甲苯或二甲苯、无水乙醇、异丙醇中的一种或其中几种的混合物。

5.根据权利要求1所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S5中电极材料选用银钯合金、镍或铜。

6.根据权利要求5所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S5中的热压是在温度为60-80℃，压力为40-60MPa条件下保持10～30分钟。

7.根据权利要求1所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S6中所述的陶瓷生坯用承烧板支撑以防止升温过程中收缩不均匀而变形。

8.根据权利要求7所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述步骤S6中所述极化是将烧结得到的多层陶瓷样品采用硅油油浴极化或空气极化。

9.根据权利要求8所述的铌酸钾钠基多层压电陶瓷元件，其特征在于，所述的硅油油浴极化的工艺条件为：硅油油浴温度为60-120℃，极化场强为2-3kV/mm，极化时间为20-30分钟；所述的空气极化的条件为：空气中极化温度为60-120℃，极化场强为1-2kV/mm，极化时间为20-30分钟。