[发明专利]一种无铅压电陶瓷及其制备方法

说明书

一种无铅压电陶瓷及其制备方法，其主要涉及压电陶瓷领域。该无铅压电陶瓷压电性能好，在‑20～80℃范围内谐振频率稳定，具有较低的频率温度系数，可用于对谐振频率稳定性要求高的场合，并且不含铅，属于环保材料；上述制备方法中在进行低温烧结粉体的制备时，首先分别合成基体陶瓷粉体和低温烧结助剂，通过球磨的条件来控制粒径，然后将它们混合进行热处理，球磨，获得低温烧结粉体，上述方法工艺稳定、成本低，不会因为密度和分散性能不同导致两种粉体在悬浮液中分层，可用于流延工艺制备多层结构陶瓷，有利于批量化生产。因此，上述的无铅压电陶瓷及其制备方法具有重要的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及压电陶瓷领域，具体而言，涉及一种无铅压电陶瓷及其制备方法。

背景技术

压电陶瓷是一类能够实现机械能与电能相互转换的功能材料，在驱动器和传感器等诸多领域都有着广泛的应用，在某些应用场合，要求压电器件的谐振频率尽量不随温度的变化而发生改变，即要求频率温度系数尽可能小。例如压电陀螺仪的工作频率是在它的谐振频率附近，在制造过程中已经对它的谐振频率进行了精确调整，但是在实际使用过程中，有可能随着环境温度的变化，谐振频率发生明显变化，则压电陀螺仪将不能正常工作。

另外，现有的压电陶瓷制备方法还存在着工艺复杂、成本高的缺点，并且其制备出来的压电陶瓷环保性差、性能不可靠，这些均使得压电陶瓷的应用受到了一定限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅压电陶瓷，其具有低的频率温度系数和优异的压电性能。

本发明的另一目的在于提供一种无铅压电陶瓷的制备方法，其实现了无铅压电陶瓷的低温烧结工艺，且制备出的上述无铅压电陶瓷具有成本低、频率温度系数低、性能可靠等优点。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。

本发明提出一种无铅压电陶瓷的制备方法，其包括：

制备基体陶瓷粉体：以碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸钙、五氧化二铌、氧化锑、氧化锡为原料按照化学式(Na_1-x-y-zK_xLi_yCa_z)(Nb_1-u-zSb_uSn_z)O₃进行第一次预处理，得到第一混合粉末，其中，化学式中x＝0.40～0.50，y＝0.02～0.10，z＝0.02～0.8，u＝0.02～0.10；对第一混合粉末依次进行第一次煅烧和第一次后处理；

制备低温烧结助剂：按照化学式Ba(Cu_1/2W_1/2)O₃，以碳酸钡、氧化铜、氧化钨为原料进行第二次预处理，得到第二混合粉末；对第二混合粉末进行第二次煅烧后，与CuO粉末混合，并进行第二次后处理；

低温烧结粉体的合成：将基体陶瓷粉体和低温烧结助剂进行第三次预处理，得到第三混合粉末，其中，低温烧结助剂占第三混合粉末总质量的0.5％-2.0％；对第三混合粉末依次进行第三次煅烧和第三次后处理；

陶瓷成型烧结：将低温烧结粉体与有机黏结剂、增塑剂、有机溶剂以及分散剂进行第四次预处理，制得流延浆料；对流延浆料依次进行流延、叠层、等静压、冲片，制成陶瓷生坯；对陶瓷生坯依次进行高温处理、烧结和电极印刷处理。

本发明提出一种无铅压电陶瓷，其是根据上述的无铅压电陶瓷的制备方法制得。

本发明实施例的无铅压电陶瓷及其制备方法的有益效果是：本发明实施例提供的无铅压电陶瓷的制备方法具有工艺稳定、生产成本低、效率高的优点，其制备出来的低温烧结粉体形貌规则，尺寸均一，有利于其规模化生产，其制备出来的无铅压电陶瓷烧结温度低、致密度高、环保性好，且具有较小的频率温度常数。

附图说明