[发明专利]高性能镧掺杂PZN-PZT压电陶瓷的制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能镧掺杂PZN-PZT压电陶瓷的制备方法，步骤为：(1)按0.25Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.75Pb1-xLax(ZrzTi1-z)O3，式中x＝0.03～0.07，z＝0.49～0.57的化学计量比配料；(2)合成；(3)成型及排塑；(4)烧结；(5)烧银：温度为500～900℃，保温时间为10min；(6)极化。本发明通过烧银工艺的调整，显著提高了压电性能。最佳压电性能为500℃烧银，保温10min，d33＝671pC/N，Kp＝0.627，ε33T/εo＝4712，tgδ＝3.23％；最佳综合压电性能为850℃烧银，保温10min，d33＝622pC/N，Kp＝0.626，ε33T/εo＝4535，tgδ＝1.83％。本发明可应用于压电陶瓷驱动器、发射型换能器等对压电性能有较高要求的器件。

主权项

一种高性能镧掺杂PZN‑PZT压电陶瓷的制备方法，具有如下步骤：(1)配料将原料Pb3O4、ZnO、Nb2O5、ZrO2、TiO2、La2O3按0.25Pb(Zn1/3Nb2/3)O3‑0.75Pb1‑xLax(ZrzTi1‑z)O3，式中x＝0.03～0.07，z＝0.49～0.57的化学计量比配料，于球磨机中混料，球∶料∶水的重量比为2∶1∶0.5，球磨时间为3h，再将原料烘干；(2)合成将步骤(1)烘干后的粉料放入氧化铝坩埚内，加盖密封，于900℃合成2h；(3)成型及排塑将步骤(2)的合成料再次球磨、烘干，外加5wt％～7wt％的聚乙烯醇水溶液进行造粒，过筛后在400Mpa的压强下压制成型为坯体；然后以3℃/min的速率将坯体升温至200℃，再以1.5℃/min速率从200℃升至400℃，在400℃保温30min后，以5℃/min的速率升至650℃并保温10min，排出有机物；(4)烧结将步骤(3)排出有机物的坯体采用锆钛酸铅粉料埋烧，以6℃/min速率升温至1270℃，保温2h，随炉冷却；(5)烧银将步骤(4)烧结好的压电陶瓷片打磨至厚度为0.9～1.1mm，采用丝网印刷工艺在其上、下表面印刷银浆，置于加热炉中，升温至500～900℃并保温10min，自然冷却至室温。(6)极化将步骤(5)的烧银制品，置于80℃的硅油中，施加3.3KV/mm的直流电场，极化15min，再将施加电场状态的制品放入室温的硅油中急冷，然后去除电场；(7)测试压电性能将步骤(6)极化处理的压电陶瓷片，于室温下静置24h后测试其压电性能。