[发明专利]一种低温烧结Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3陶瓷粉体及其制备

说明书

技术领域

本发明属于新型无机材料制备究领域，具体涉及一种低温烧结 Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr，Ti)O₃陶瓷粉体及其制备。

背景技术

压电陶瓷是一类能够实现力电转换的信息功能材料，在驱动器和传感器等诸多领域都有 着广泛的应用。目前广泛使用的压电陶瓷包括：锆钛酸铅基压电陶瓷PZT及铅基复合钙钛矿 压电陶瓷，如Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PMN-PT)、Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PZN-PT) 等。为了获得最佳性能，这些材料的烧结温度都在1150℃-1300℃之间。

Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr，Ti)O₃((简称为PNN-PZT)是另一种典型的复合钙钛矿结构压电 材料，由于它具有良好的压电性能，是超声换能器及压电驱动器的关键材料。尽管这种材料 具有优良的性能，但是其烧结温度较高(＞1200℃)。高的烧结温度容易导致铅的挥发，污染 环境，同时使陶瓷组分偏离其设计配方；另一方面，对于采用多层共烧工艺制备的压电驱动 器来说，由于其采用Ag-Pd电极浆料，高烧结温度意味着电极浆料中的贵金属Pd含量要提 高，因此增加了生产成本，同时高的烧结温度也容易导致电极导通等缺陷的产生，降低了成 品率。因此，降低此类材料的烧结温度，对于减少铅污染、提高材料性能、降低其生产成本、 提高产品的成品率都有很大的作用。

降低陶瓷烧结温度的方法主要有两种，一种是采用化学法制备陶瓷粉体，降低其颗粒度 的同时提高其活性，但是采用化学法制备粉体成本高，不适合工业化大规模生产；另一种方 法是在粉体中添加低熔点烧结助剂，在烧结过程中形成液相，促进元素的扩散和陶瓷致密化， 这种方法是工业生产中较常用的降低烧结温度的办法。日本学者Hayashi等采用LiBiO₂作为 烧结助剂研究了PNN-PZT陶瓷的低温烧结，研究发现，虽然LiBiO₂能够降低材料的烧结温 度，但是材料在低温下烧结后性能明显降低，因此其低温烧结意义不大。我国研究人员李龙 土等人采用CdO为烧结助剂制备了PNN-PT陶瓷，虽然材料烧结温度得到明显降低，且材料 具有较好的压电性能，但是由于CdO有剧毒，在工业生产中依然存在诸多问题。由此可见， 提供一种具有较低烧结温度，安全无毒，并且制备的陶瓷具有良好的压电性能的陶瓷材料是 本领域技术人员所亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种低温烧结Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zr，Ti)O₃陶瓷粉体及其制备。

本发明采用如下技术方案解决上述技术问题：