[发明专利]一种锆钛酸铅镧压电陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供一种锆钛酸铅镧压电陶瓷，由硝酸锆、氯化钛、氧化铅和氧化镧制得，所述锆钛酸铅镧压电陶瓷的结构式表示为：(Pb_1‑xLa_x)(Zr_yTi_z)_(1‑x/4)O₃，其中，0.01≤x≤0.14，0.4≤y≤0.6，z＝l‑y。本发明还提供了一种锆钛酸铅镧压电陶瓷的制备方法，步骤如下：将硝酸锆和氯化钛分别溶解于水中，得到硝酸锆溶液和氯化钛溶液，混合硝酸锆溶液和氯化钛溶液，并加入碱溶液反应，得到沉淀，对沉淀进行洗涤、加热，得到(Zr,Ti)O₂粉体；将(Zr,Ti)O₂粉体与氧化铅、氧化镧混合研磨，然后进行烧结；研磨烧结后的粉体，加入聚乙烯醇进行造粒，压制成坯体，对坯体进行成型处理，得到成型坯体；将成型坯体烧结成瓷，涂上银浆，然后在电场中极化，即得到锆钛酸铅镧压电陶瓷。

技术领域

本发明涉及压电陶瓷技术领域，尤其涉及一种锆钛酸铅镧压电陶瓷及其制备方法。

背景技术

锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)是属锆钛酸铅系(PZT)压电陶瓷，是人类自1880 年J.居里和P.居里发现压电效应以来，

在探索压电材料的工作中所取得的成果之一。

1954年，B.Jaffe等发现比BaTiO₃性能更出色的压电材料—锆钛酸铅(PZT)陶瓷。由此逐步产生了二元、三元乃至四元系压电陶瓷材料。1970年前后，G.H.Haertling和C.E.Land用La置换一部分Pb，制成(Pb_1-xLa_x)(Zr_yTi_z)_(1-x/4)O₃，即PLZT陶瓷。由于PLZT压电陶瓷具有高的压电常数和介电常数，大的机械耦合系数，因此其在超声马达、致动器、水听器、换能器以及各种压电电声器件等领域有着极其广泛的应用前景。

目前有关PLZT粉体制备方法有以下几种：(1)固相法：多种氧化物粉料经混合、煅烧来合成PLZT，然后经过机械粉磨获得PLZT粉体。(2)水热合成法：把在常温常压下不容易被氧化的物质，或者不易合成的物质，置于高温高压条件下来加速氧化反应进行。(3)共沉淀法：在可溶性盐溶液中加入一种沉淀剂(如碳氨、氨水等)，首先制得一种不溶于水的碱式盐或氢氧化物沉淀等，然后再通过加热分解的方式制得PLZT粉体。固相法操作简单，但原料难以混合均匀，经预烧后的配合料在机械粉碎过程中易带入球磨介质的污染，物料活性较差造成烧结温度较高；水热合成法制备的粉体纯度高、分散性好，但可重复性差，安全性低。共沉淀法制备工艺简单、成本低、制备条件易于控制，但所得沉淀物中杂质的含量及配比难以精确控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锆钛酸铅镧压电陶瓷的制备方法，采用部分共沉淀的方法合成锆钛酸铅镧陶瓷，并结合冷等静压技术，制备出致密度高以及压电性能优良的锆钛酸铅镧压电陶瓷。

本发明提供一种锆钛酸铅镧压电陶瓷，所述锆钛酸铅镧压电陶瓷由硝酸锆、氯化钛、氧化铅和氧化镧制得，所述锆钛酸铅镧压电陶瓷的结构式表示为： (Pb_1-xLa_x)(Zr_yTi_z)_(1-x/4)O₃，其中，0.01≤x≤0.14，0.4≤y≤0.6，z＝l-y。

本发明还提供了上述锆钛酸铅镧压电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将硝酸锆和氯化钛分别溶解于去离子水中，得到硝酸锆溶液和氯化钛溶液，混合硝酸锆溶液和氯化钛溶液，并加入氨水，振荡反应，得到沉淀，将沉淀用去离子水洗涤至中性，1200℃保温3h，得到(Zr,Ti)O₂粉体；