[发明专利]一种新型无铅压电陶瓷材料

说明书

本发明涉及压电陶瓷技术领域，且公开了一种新型无铅压电陶瓷材料，包括以下重量份数配比的原料：80份的TiO₂粉末、42.5份的Na₂CO₃粉末、14份的K₂CO₃粉末、232.5份的Bi₂O₃粉末、15～30份的SnO₂粉末；以无铅组分TiO₂粉末、Na₂CO₃粉末、K₂CO₃粉末、Bi₂O₃粉末、SnO₂粉末为原料，制备得到配方结构为0.8Bi_0.5Na_0.5TiO₃‑0.2Bi_0.5K_0.5TiO₃+(0.1～0.2)SnO₂的新型无铅压电陶瓷材料。本发明解决了目前主要使用的铅基压电陶瓷中含有的PbO在烧结过程中，材料会偏离化学计量比，使得产品的重复性和一致性降低，以及有毒的铅挥发造成严重的环境污染的技术问题。

技术领域

本发明涉及压电陶瓷技术领域，具体为一种新型无铅压电陶瓷材料。

背景技术

在石英晶体的特定方向上施加压力或拉力会使晶体表面出现电荷，并且电荷的密度与施加外力的大小成比例，这就是压电材料的正压电效应。目前，利用压电材料制作的压电传感器广泛的应用于压电滤波器、微位移器、驱动器和传感器等电子器件中，在卫星广播、电子设备、生物以及航空航天等高新技术领域都有着重要的地位。

当前主流的压电陶瓷是锆钛酸铅(PZT)为代表的铅基压电陶瓷，但是由于PZT压电陶瓷含有大量的铅，在PZT基的铅基压电陶瓷中，氧化铅含量占到了原料总量的70％左右，这就导致了两方面的弊端，一方面由于PbO是一种易挥发的物质，在烧结过程中，材料会偏离化学计量比，使得产品的重复性和一致性降低，另一方面，有毒的铅挥发造成严重的环境污染。因此，发展新型的无铅压电材料来替代或部分替代传统铅基压电材料成为解决上述技术问题的关键。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型无铅压电陶瓷材料，解决了目前主要使用的铅基压电陶瓷中含有的PbO在烧结过程中，材料会偏离化学计量比，使得产品的重复性和一致性降低，以及有毒的铅挥发造成严重的环境污染的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型无铅压电陶瓷材料，包括以下重量份数配比的原料：80份的TiO₂粉末、42.5份的Na₂CO₃粉末、14份的K₂CO₃粉末、232.5份的Bi₂O₃粉末、15～30份的SnO₂粉末；

以无铅组分TiO₂粉末、Na₂CO₃粉末、K₂CO₃粉末、Bi₂O₃粉末、SnO₂粉末为原料，制备得到配方结构为0.8Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.2Bi_0.5K_0.5TiO₃+(0.1～0.2)SnO₂的新型无铅压电陶瓷材料。