[发明专利]一种低温烧结的压电陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，特指一种低温烧结的压电陶瓷材料及其制备方法，它采用常规的固相法陶瓷的制备方法，利用普通化学原料，制备得到高压电性能低温烧结压电陶瓷，该压电陶瓷适合于制备多层陶瓷驱动器。      

背景技术

压电陶瓷具有优良的压电效应，是功能陶瓷中应用非常广泛的一类，如传感器、换能器、滤波器等，在国民经济和国防工业中发挥着重要的作用，由于无铅压电陶瓷的压电性能与锆钛酸铅基压电陶瓷的压电性能相差很大，目前，压电陶瓷的应用主要是锆钛酸铅基及其三元和四元系压电陶瓷；PZT陶瓷驱动器包括单片式和多层驱动器，在微位移控制和超声电机系统中已得到广泛的应用；烧结工艺是PZT基压电陶瓷的重要工艺之一。传统的PZT基压电陶瓷的烧结温度为1200-1350 

℃，由于氧化铅在高于800℃就开始挥发，很难得到组分均匀的致密陶瓷，同时对环境造成污染；烧结过程中氧化铅挥发导致组分偏离化学计量而使陶瓷性能降低，同时导致Zr/Ti比的波动影响PZT基压电陶瓷性能的稳定性；如果在低于1000

℃温度烧结PZT基压电陶瓷，由于此时氧化铅的饱和蒸汽压较低，只有不到1%的挥发，可以大大简化烧结工艺，符合环保的要求；PZT基压电陶瓷低温烧结研究的一个重要动力来自于多层陶瓷驱动器的制备技术需求，由于烧结温度低可以利用低成本的内电极，极大地促进了多层压电器件的发展；本发明得到低温烧结高压电性能的多层压电驱动器等用五元系压电陶瓷；一般情况下，锆钛酸铅压电陶瓷的烧结温度在1200-1350℃，本发明的压电陶瓷的烧结温度为880-900℃，这样大大的降低能耗，节约成本，同时能抑制氧化铅的挥发，符合环保的要求。 

发明内容

本发明的目的是这样来实现的： 

一种低温烧结压电陶瓷，其配方为：x(Li_1/2La_1/2)TiO₃-m(Bi_1/2Li_1/2)(In_1/2Nb_1/2)O₃-yPb(Co_1/2W_1/2)O₃- (1-x-m-y)(Pb_0.95Ba_0.05)(Zr_0.54Ti_0.46)O₃ +0.01-0.6wt.%La₂O₃；其中：0.01≤x≤0.1mol，0.01≤m≤0.1mol，0.01≤y≤0.1 mol； (Li_1/2La_1/2)TiO₃、(Bi_1/2Li_1/2)(In_1/2Nb_1/2)O₃、Pb(Co_1/2W_1/2)O₃和(Pb_0.95Ba_0.05)(Zr_0.54Ti_0.46)O₃分别是采用常规的化学原料以固相法合成。 

La₂O₃的加入量是(x(Li_1/2La_1/2)TiO₃-m(Bi_1/2Li_1/2)(In_1/2Nb_1/2)O₃-y Pb(Co_1/2W_1/2)O₃- 

(1-x-m-y)(Pb_0.95Ba_0.05)(Zr_0.54Ti_0.46)O₃)质量的0.01-0.6%。