[发明专利]一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制作工艺与应用

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)(K_aNa_bLi_{1- a- b})NbO₃+x(Bi_0.5Ag_0.5)TiO₃；其中，所述a,b,x为摩尔百分比，0.4≤a≤0.6，0.4≤b≤0.6，0.01≤x≤0.3。

2.一种如权利要求1所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)原料除水：将碳酸钾、碳酸钠、五氧化二铌、碳酸锂、三氧化二铋、二氧化钛和氧化银放入培养皿，置于烘箱内，在150～200℃下保温3～6h，去除原料中的水分；

(2)混料：根据化学组成配比原料，分散于无水乙醇中，采用球磨进行混合，球磨转速300～600rpm，球磨时间为24～48h，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750～950℃，保温12～24h，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陶瓷生坯，在烧结炉中于1100～1300℃下保温6～18h，得到致密的压电陶瓷片；

(5)加工：将烧结致密的压电陶瓷片加工至所需尺寸；

(6)被银：在陶瓷片两侧涂覆一层均匀的银浆，厚度为0.1±0.01mm，在200℃下烘干，然后在热处理炉中升温至600～800℃，保温30min降至室温，得到均匀致密的银电极层；

(7)极化：将镀银的陶瓷片标注正负极，然后放入装有硅油的极化装置中，油浴加热至80～160℃，在2～6kV/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。

3.一种采用权利要求1或2任一项所述的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷制作的屏幕发声元件，其特征在于：所述屏幕发声元件包括从下至上依次设置的基板、下电极层、压电振动单元层、上电极层、匹配层、屏幕。

4.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述基板用于为屏幕发声元件提供硬性支撑；在所述基板上设有智能控制单元，用于精确控制压电振动单元的工作状态。

5.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述下电极层设置于基板上表面，包括压电振动单元层中各个振动单元的下电极。

6.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述压电振动单元层设置于下电极层上方，包含按预设图案排布的压电陶瓷阵列，其中每个振动单元之间是相互独立的；所述压电陶瓷阵列的材料为铌酸钾钠基无铅压电陶瓷。

7.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述上电极层设置于压电振动单元层上方，包括压电振动单元层中各个振动单元的上电极；所述上电极层的形状与压电振动单元层保持一致。

8.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述匹配层设置于上电极层上方，用于将压电振动单元产生的振动传递至屏幕的指定位置。

9.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述匹配层为金属材质。

10.根据权利要求3所述的屏幕发声元件，其特征在于：所述屏幕为OLED面板。