[发明专利]一种耐高温的多层压电陶瓷致动器及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种压电陶瓷致动器，其特征在于，所述压电陶瓷致动器中的压电陶瓷层(1)包括压电陶瓷材料和助烧剂，所述压电陶瓷材料为通式为xBiScO₃-(1-x)PbTiO₃的钪酸铋-钛酸铅二元压电陶瓷材料，其中x和(1-x)均代表摩尔比例，且0.3≤x≤0.4。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷致动器，其特征在于，所述压电陶瓷致动器中的压电陶瓷层(1)由压电陶瓷材料和助烧剂组成，所述压电陶瓷材料为通式为xBiScO₃-(1-x)PbTiO₃的钪酸铋-钛酸铅二元压电陶瓷材料，其中x和(1-x)均代表摩尔比例，且0.3≤x≤0.4；

优选地，所述致动器包括层叠的压电陶瓷层(1)、位于压电陶瓷层(1)之间的内电极和分别位于层叠的压电陶瓷层(1)对侧的两个外电极，所述两个外电极分别为第一外电极(3)和第二外电极(5)，所述内电极由第一内电极(2)和第二内电极(4)组成，第一内电极(2)与第一外电极(3)导通连接但不连接第二外电极(5)，第二内电极(4)与第二外电极(5)导通连接但不连接第一外电极(3)，所述第一内电极(2)与第二内电极(4)呈梳齿状交替排列；

优选地，所述内电极为银电极；

优选地，所述外电极为银电极。

3.根据权利要求1或2所述的压电陶瓷致动器，其特征在于，所述助烧剂包括CuO、B₂O₃或Li₂CO₃中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述压电陶瓷层(1)中，助烧剂的质量为压电陶瓷材料质量的0.05wt％-0.15wt％，优选为0.1wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的压电陶瓷致动器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将铋源、钪源、铅源和钛源混合，进行破碎，得到原料混合物，煅烧所述原料混合物，得到煅烧粉料；所述铋源、钪源、铅源和钛源的加入量满足Bi、Sc、Pb和Ti的元素摩尔量符合通式xBiScO₃-(1-x)PbTiO₃的配比，其中x和(1-x)均代表摩尔比例，且0.3≤x≤0.4；

(2)将助烧剂与步骤(1)所述煅烧粉料混合，破碎，得到混合物，将得到的混合物成型得到压电陶瓷膜片；

(3)在压电陶瓷膜片表面制备内电极，将得到的带有内电极的压电陶瓷膜片层叠、烧制、制备外电极并进行极化后，得到所述压电陶瓷致动器。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铋源包括Bi₂O₃；

优选地，步骤(1)中，所述钪源包括Sc₂O₃；

优选地，步骤(1)中，所述铅源包括PbO；

优选地，步骤(1)中，所述钛源包括TiO₂。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述破碎的方法为湿法球磨；

优选地，步骤(1)中，所述煅烧的温度为750℃-800℃；

优选的，步骤(1)中，所述煅烧的时间为1小时至3小时，优选为2小时。

7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述助烧剂包括CuO、B₂O₃、Li₂CO₃中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)中，所述助烧剂的加入量为煅烧粉料质量的0.05wt％-0.15wt％，优选为0.1wt％；

优选地，步骤(2)中，助烧剂与步骤(1)所述煅烧粉料混合的方法为将助烧剂加入到步骤(1)所述煅烧粉料中；

优选地，步骤(2)中，所述破碎的方法为湿法球磨；

优选地，步骤(2)中，所述成型的方法为流延法成型。