[发明专利]三元系PSN-PZT压电陶瓷片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三元系PSN‑PZT压电陶瓷片及其制备方法。该三元系PSN‑PZT压电陶瓷片的配方化学计量通式为：Pb_1‑x‑yM_xZ_y（Sb_1/3Nb_2/3）_0.02（Zr_1/2Ti_1/2）_0.98+zwt%Bi₂O₃，x=0～0.17、y=0～0.1、z=0～0.4，M、Z为SrCO₃、BaCO₃或CaCO₃中的至少两种。其制备方法是：将各原料球磨后烘干、粉碎、过筛，预烧后再球磨，然后再烘干、粉碎、过筛，与聚乙烯醇混合、造粒、压制成坯件，350～630℃排胶后再1200～1280℃、烧制成陶瓷片，陶瓷片表面被银、烧银、极化处理。采用本发明方法、并按本发明配方化学计量通式所提供的原料所制备得到的三元系PSN‑PZT压电陶瓷片，具有介电常数和压电常数高、机电耦合系数大、居里温度合适等优点；适用于制备压电泵驱动晶片和压电执行器晶片。属于压电陶瓷片及其制备方法。

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷片、以及制备该压电陶瓷片的方法，尤其涉及一种三元系PSN-PZT压电陶瓷片及其制备方法。

背景技术

自从居里兄弟首次发现压电效应，经过一百多年的不断革新与发展，压电陶瓷材料已被广泛应用于航空航天、车用电子、无线通信、传感技术和宽带互联网等领域，并在军事装备中占据着重要的地位。PZT压电陶瓷材料与BaTiO₃压电陶瓷相比，由于具有较高的介电常数、压电常数与机电耦合系数，因而得到了广泛的应用。随着电子工业的不断发展，对压电陶瓷材料的介电性能、压电性能等参数提出了越来越高的要求，传统的二元系PZT陶瓷已不能满足更高的市场需要。因此，学者们对三元系与四元系的压电陶瓷进行了广泛的研究与探索，以满足市场对高介电、高压电材料性能的需求。

目前，国内学者对三元系压电材料等进行了研究，如：

Pb_1-y-zSr_yBa_z(Mg_1/3Nb_2/3)_xTi_mZr_nO₃ + pwt.％ La₂O₃

Pb_1-mSr_m(Mg_1/3Nb_2/3)_xTi_yZr_zO₃+awt.%NiO+bwt.%SiO₂+cwt.%La₂O₃+ dwt.%Sm₂O₃

0.41[xPb(Mg_1/2W_1/2)O₃+yPb(Sb_1/2Nb_1/2)O₃+(1-x-y)Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃]+ 0.59Pb(Zr_zTi_1-z)O₃

但其压电应变常数d₃₃最高也只达到了850 pC/N。而压电器件向小型化、轻量化、高保真、大功率、智能化和多功能方向发展，对压电陶瓷介电常数和压电常数提出了越来越高的要求，因此开发具有更高压电常数的材料迫在眉睫。

发明内容