[发明专利]一种低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷

说明书

本发明公开了一种低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷材料及其制备方法，该压电陶瓷的通式为Pb₁‒_x‒_yLi_xCa_yTa_u[(Ni,Zn)_1/3Nb_2/3]_v(Mg_1/2W_1/2)_w(Ti,Zr)_{1‒u‒v‒w}O₃表示，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.5,0.1≤u≤0.9,0.01≤v≤0.10,0.01≤w≤0.10。采用固相反应法制备850~950°C低温烧结的PZT改性压电陶瓷粉体，再经过造粒，压片，排胶，烧结，烧银，极化等工艺制备陶瓷材料。结果表明，在850~950°C的烧结温度下制备得到了PZT改性陶瓷材料，其晶粒致密、晶粒均匀、结晶充分，液相烧结特征明显，压电性能大大提高。

技术领域

本发明领域属于压电陶瓷材料领域，具体涉及一种低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷。

背景技术

PZT是传统的压电陶瓷，具有良好的介电、铁电、压电、热释电等效应，其原料价格低廉，适于工厂化生产，对其改性可以得到适用于多种用途的陶瓷材料。多层压电陶瓷有交替陶瓷层和内部金属电极层。随着科学技术的高速发展，多层压电陶瓷得到了越来越广泛的研究，广泛应用于制动器、转换器、传感器。一般将Ag-Pd电极用于多层陶瓷的内电极，其共烧温度范围为920～980 °C，而纯Ag的内电极则要求不高于900 °C的烧结温度。传统PZT压电陶瓷在约1200 °C高温下烧结，因此内部电极不能在这么高的温度下使用纯Ag（熔点≈961 °C），而Ag-Pd电极层也会扩散到陶瓷层，导致陶瓷电学性能的恶化，从而影响多层器件的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷材料配方，该压电陶瓷烧结温度低，并且兼具良好的压电性能；本发明的第二个目的是提供上述低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷的制备方法，以降低PZT改性压电陶瓷的烧结温度，同时提高压电性能。

针对本发明的第一个发明目的，本发明提供一种低温制备的高性能PZT改性压电陶瓷，该压电陶瓷的化学通式为Pb₁‒_x‒_yLi_xCa_yTa_u[(Ni,Zn)_1/3Nb_2/3]_v(Mg_1/2W_1/2)_w(Ti,Zr)_{1‒u‒v‒w}O₃表示，0.1≤x≤0.5，0.1≤y≤0.5, 0.1≤u≤0.9, 0.01≤v≤0.10, 0.01≤w≤0.10。