[发明专利]一种无铅压电陶瓷传感器材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，是由主要原料、氧化锂、氧化钇、复合粘结剂和分散剂组成，按质量百分比计，所述主要原料是由以下组分组成：碳酸钡32.8-35.3%、碳酸钙34.4-38.7%、氧化锆8.5-10.3%、二氧化钛8.6-11.0%、碳酸锶3.8-5.2%、氧化饵2.4-3.7%和氧化铋1.5-4.2%；

所述氧化锂的质量为所述主要原料总量的0.21-0.35%，所述氧化钇的质量为所述主要原料总量的0.18-0.29%，所述复合粘结剂的质量为所述主要原料总量的3.5-4.5%，所述分散剂的质量为所述主要原料总量的0.3-0.6%；

所述复合粘结剂是由聚乙烯醇在三乙醇胺的作用下与聚有机硅氧烷复合物反应制得的，所述聚有机硅氧烷复合物是由济宁华凯树脂有限公司生产的水性成膜保护剂R-23，所述聚乙烯醇与聚有机硅氧烷复合物的质量比为1：（0.5-0.8）。

2.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述复合粘结剂的制备方法为：在室温下，往聚乙烯醇中加入2倍质量的三乙醇胺，然后加入有机硅氧烷复合物，在60℃下恒温搅拌1.5h，过滤，用去离子水清洗，干燥，制得所需的复合粘结剂。

3.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷传感器材料，其特征在于，所述分散剂为柠檬酸钠、水玻璃、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠中的一种或几种。

4.如权利要求1-3任一所述的无铅压电陶瓷传感器材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

（1）配料：按质量百分比计，称取所需质量的碳酸钡、碳酸钙、氧化锆、二氧化钛、碳酸锶、氧化饵和氧化铋，混合均匀，制得混合原料：

（2）球磨：将上述混合原料加入到高能球磨机中，然后加入1/3所需质量的分散剂，湿法球磨，混合原料与去离子水的质量比为1:1，球磨速率为320-380r/min，球磨4-5h；然后再往高能球磨机中继续加入氧化锂、氧化钇和剩下的2/3质量的分散剂，进行二次球磨，球磨速率为320-380r/min，球磨10h；

（3）造粒压片：将上述球磨后的浆料抽滤，然后用离心式喷雾干燥机加工成过筛400目的颗粒状陶瓷粉末；将陶瓷粉末与无水乙醇以质量比为1:0.3的比例和匀，然后加入复合粘结剂，混合均匀后，升温至70℃，搅拌1h，然后进行造粒；将粒料置于不锈钢模具中，在12-18MPa的压力下，压成所需厚度的坯体；

（4）排胶：将上述坯体置于加热炉中，升温至200-250℃，保温60min；然后以3-5℃/min的速率升温至500-600℃，保温2h；再升温至720-780℃，保温3h；

（5）烧结：将排胶后的坯体置于钳锅中，加盖严实，于1050-1180℃烧结，保温时间为3-4h，随炉自然冷却至室温，制得无铅压电陶瓷传感器材料。

5.根据权利要求4所述的无铅压电陶瓷传感器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，湿法球磨过程中，球磨介质为钢球，所述钢球与混合原料的质量比为5:1。

6.根据权利要求4所述的无铅压电陶瓷传感器材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，二次球磨过程中，需往高能球磨机中添加去离子水，去离子水的质量为混合原料质量的一半。