[发明专利]一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制作工艺和应用

权利要求书

1.一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的化学组成为：(1-x-y)(K_0.6Na_0.4)NbO₃+x (Ca_0.5Mg_0.5)TiO₃+ySrHfO₃；所述x，y为摩尔百分比，0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1；其制作工艺包括以下步骤：

（1）原料预处理：将碳酸钾、碳酸钠、五氧化二铌、碳酸钙、碱式碳酸镁、二氧化钛、碳酸锶和氧化铪放入培养皿，置于烘箱内，在180-220℃下保温3-5h，得到预备料；

（2）混合预备料：根据化学组成配比所述预备料，分散于无水乙醇中，混合均匀后烘干，粉碎过筛，制成干粉；

（3）预烧：将干粉置于箱式炉中连续升温至950-1000℃，保温24h，降温至室温后粉碎过筛，得到预烧粉；

（4）烧结：将预烧粉干压成型为圆环和圆片，在气氛烧结炉中于1200-1300℃下保温6-12h，得到陶瓷圆环和陶瓷圆片，其中气氛烧结炉的烧结气为氧气，气压为0.95-1.05MPa；

（5）被银极化：分别将陶瓷圆环和陶瓷圆片的两表面镀银，标注正负极后极化老化得到所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷；所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷包括压电陶瓷圆片和压电陶瓷圆环。

2.根据权利要求1所述的一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：步骤（2）所述预备料分散于无水乙醇后通过球磨机湿磨混合均匀，所述球磨机的转速为450-600rpm，湿磨时间为45-50h。

3.根据权利要求1所述的一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）所述过筛的目数为80-120目。

4.根据权利要求1所述的一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：步骤（5）所述镀银过程为：在陶瓷圆片和陶瓷圆环的两表面用丝网涂上厚度为0.01mm的银浆，在120℃下烘干，随后在箱式炉中升温至550-650℃，保温30min后降温至室温，得到被银陶瓷圆环和被银陶瓷圆片。

5.根据权利要求1所述的一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：步骤（5）所述极化老化过程为：将标注有正负极的被银陶瓷圆环和被银陶瓷圆片叠层，放入装有硅油的极化装置中，油浴加热至60-80℃，在3-5kV/mm的电压下极化30min，然后在室温下放置24h老化，得到所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷。

6.根据权利要求1所述的一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的厚度为0.2-0.3mm。

7.一种如权利要求1所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷用于制备压电蜂鸣片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述铌酸钾钠基无铅压电陶瓷做成圆环和圆片，圆环和圆片粘附在金属基片上，所述圆环和圆片同圆心布置，圆片朝外一侧为正极，圆环朝外一侧为负极，将粘附有圆环和圆片的金属基片在55-95℃下固化5.5-10.5h，得到所述压电蜂鸣片。

8.根据权利要求7所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷用于制备压电蜂鸣片的制备方法，其特征在于：所述粘附通过环氧树脂粘合剂粘附，所述金属基片为不锈钢基片。