[发明专利]一种无铅压电厚膜制备方法

摘要

本发明公开了一种无铅压电厚膜的丝网印刷制备方法，包括：①固相法制备无铅压电陶瓷粉体；②将粘合剂按质量比为3∶100～9∶100溶解到松油醇中得到有机混合物；③将无铅压电陶瓷粉料与有机混合物按质量比15∶10～90∶10混合，加入分散剂，增塑剂混合碾磨后再球磨，得到待印刷浆料；④将浆料通过丝网印刷工艺印刷到基片上，经过放平，烘烤，预烧并重复得到所需厚度的厚膜素坯；⑤将素坯在1050～1300℃下烧结，保温15～45分钟即可。本发明工艺简单，环保，成膜效率高，可重复性好，成膜较致密，电性能优异，厚度可在10～100μm内随意控制，可无需光刻工艺得到各种印刷厚膜图形，与MEMS技术兼容，适合于制备压电微马达、微流体泵、超声换能器及微执行器。

主权项

1.一种无铅压电厚膜制备方法，其步骤包括：(1)将下述式(I)至(XI)中任一种化学式中的各金属的氧化物或盐按其式中的化学计量比配料混合，球磨，烘干，过筛，预压，800～950℃下预烧，再球磨，烘干，过筛，得到无铅压电陶瓷粉料；(2)选用甲基纤维素、乙基纤维素或PVB作为粘合剂，选用松油醇作为溶剂，将粘合剂与溶剂按质量比为3∶100～9∶100配料，并将粘合剂加入溶剂中加热并搅拌直至完全溶解，得到有机混合物；(3)将上述无铅压电陶瓷粉料与有机混合物按质量比15∶10～90∶10混合，碾磨成浆料；(4)将上述浆料和增塑剂按质量比为100∶0.5～100∶3混合再次碾磨后倒入球磨罐进行球磨，即得到待印刷厚膜浆料；其中，增塑剂为聚乙二醇或邻苯二甲酸二丁酯；(5)将上述浆料通过丝网印刷工艺印刷到基片上，经过5～15分钟放平，然后100～150℃下烘烤5～15分钟，再放入快速热处理炉中500～600℃预烧去除有机物；(6)重复上述步骤(5)，得到所需厚度的印刷厚膜素坯；(7)将厚膜素坯以升温速率为2～9℃/min加热至1050～1300℃烧结，保温15～45分钟，得到所需的无铅压电厚膜；(1-x-y)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3-yK0.5Bi0.5TiO3 (I)(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBaTiO3 (II)(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3 (III)(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xLiNbO3 (IV)(1-x)BaTiO3-xBaZrO3 (V)(1-x)BaTiO3-xKTaO3 (VI)(1-x)BaTiO3-xBa0.5NbO3 (VII)(1-x)NaNbO3-xLiNbO3 (VIII)(1-x)NaNbO3-xK0.5Bi0.5TiO3 (IX)(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xLiNbO3 (X)(1-x)Na0.5K0.5NbO3-xBaTiO3 (XI)其中，0＜x＜1，0＜x+y＜1。