[发明专利]一次烧结压电陶瓷的方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种陶瓷的生产方法，尤其涉及一种压电陶瓷的烧结方法。

背景技术：众所周知，压电陶瓷的主要材料(四氧化三铅)在高温烧结时容易还原成金属铅而丧失压电性，因此陶瓷生坯必须在密闭的氧化气氛中进行高温烧结；另外，在制造陶瓷生坯时通常要加入16-20％的胶合剂才能成型，为了保证压电产品的质量，在高温烧结前必须对生坯进行排胶烧结；然而，为了确保排胶充分，陶瓷生坯又必须在通风流畅的环境中进行。为了解决上述矛盾，目前压电陶瓷的制造方法通常采用两次烧结工艺，即：先将陶瓷生坯放在垫片上以170mm/小时的速度送入隧道式烧结炉中进行排胶烧结，该隧道式烧结炉分为七个温区(依次为100℃、200℃、300℃、450℃、600℃、800℃、1020℃)，出炉后再把坩埚倒扣在所述垫片上将排完胶的陶瓷生坯罩住，然后送入1350℃的电炉中烧结、保温2.5小时。这种两次烧结工艺存在工艺流程长、生产率低、能耗高、设备投资大等缺陷。

发明内容：针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种一次烧结压电陶瓷的方法，该方法不仅能够缩短工艺流程、提高生产率，而且还可大幅度降低能耗和产品成本、减少设备投资。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括将整齐叠放在垫片上的陶瓷生坯送入隧道式烧结炉中进行排胶和烧结的工序；在陶瓷生坯进入所述隧道式烧结炉之前用倒扣在所述垫片上的坩埚罩住陶瓷生坯，然后在垫片上摆放三或四颗直径为5-6mm、高度为5-6mm的圆柱形碳粒将该坩埚支撑起来；隧道式烧结炉有八个温区，各温区的温度依次为200℃、300℃、450℃、650℃、1050℃、1350℃、1350℃、1050℃，前四个温区的顶部均设有抽风管；陶瓷生坯通过隧道式烧结炉的速度为340mm/小时。

本发明由于在坩埚与垫片之间设置了起支撑作用的碳粒、并且提高了前四个温区的排胶温度，因此当陶瓷生坯依次通过前四个温区进行排胶烧结时，胶合剂能够快速汽化并从坩埚与垫片之间5-6mm的缝隙处充分逸出并被设置在该四个温区顶部的抽风管迅速排出；不仅排胶迅速、彻底，而且还缩短了排胶烧结的流程和时间、提高了排胶效率、降低了能耗。当排完胶的陶瓷生坯进入第五温区时(1050℃)，碳粒因高温升华而消失，坩埚因失去支撑而落在垫片上将排完胶的陶瓷生坯罩住、密闭，因此在坩埚中可形成高温烧结压电陶瓷所必须的氧化环境，从而可确保产品的压电性能。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，因此能够将原来需要两个烧结炉才能完成的两次烧结工艺改为了一个烧结炉即可完成的一次烧结工艺，不仅缩短了整个工艺流程和产品制造时间、而且还降低了能耗、减少了设备投资。

以下是分别采用本发明方法和传统方法制造的压电陶瓷性能的两组对比数据：

表1：本发明方法烧结的压电陶瓷电参数(Φ20×0.1)