CN110950658A - 一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，所述可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法包括如下步骤：配料称量；球磨干燥，成型，预烧结，将物质R引入步骤（3）中的混料进行预烧结；烧结，将步骤（4）烧结的压电陶瓷制品中混入K2CO3进行烧结；保温，将步骤（5）中烧结的原料随炉冷却；质量检测，将步骤（6）中冷却成型的压电陶瓷制品进行检测。该种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，可在1000度左右完成烧结的功率型压电陶瓷材料组成与工艺，极大的降低了在高温烧结过程中能源消耗量，节省能源，同时避免高温下物质挥发不好控制工艺的问题，提高工作者控制工作的效率，方便工作者进行操作，具有良好的市场前景，便于推广使用。

Description

一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法
技术领域
本发明涉及一种压电陶瓷制备方法，具体为一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，属于压电材料应用技术领域。
背景技术
压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料-压电效应,压电陶瓷除具有压电性外, 还具有介电性、弹性等, 已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。
功率型的压电陶瓷属于典型的硬性材料，一般情况下需要的烧结温度都比较高，要达到1260到1320左右的高温才能保证烧结好的陶瓷制品具有比较好的力学电学性能，而高温烧结过程中一方面能耗较高，另外一方面高温下物质挥发较大，工艺上不好控制。因此，针对上述问题提出一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，所述可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法包括如下步骤：
（1）配料称量，将压电陶瓷材料按组成方程式[Pb1-xCaxZr0.52Ti0.47Nb0.01O3+a%MnCO3 b%R+0.01%K2CO3]；其中a，b%为均为重量百分比；a为第一附加成分，取值为0.30-2.0；b为第二附加成分，取值为0.5-1.2；x的取值为0.005-0.05进行称量；
（2）球磨干燥，将称量后的原料在球磨机上球磨6到8小时，球磨好的混料倒入托盘内放入干燥箱中在70℃到80℃进行干燥；
（3）成型，将步骤（3）混料放入压力试验模具中压块；
（4）预烧结，将物质R引入步骤（3）中的混料进行预烧结；
（5）烧结，将步骤（4）烧结的压电陶瓷制品中混入K2CO3进行烧结；
（6）保温，将步骤（5）中烧结的原料随炉冷却；
（7）质量检测，将步骤（6）中冷却成型的压电陶瓷制品进行检测。
优选的，所述步骤（1）中称量后的原料依次进行球磨，并将球磨后的原料进行均匀混合。
优选的，所述步骤（1）中物质R以超细粉体方式引入，最优实施例中R采用结构均一的Bi-B-Zn熔块，将该熔块处理成中位粒径0.5um左右的超细粉，然后再作为附成分引入。
优选的，所述步骤（4）预烧结的稳定为，温度为750℃到850℃，时间5h到7h。
优选的，所述步骤（5）中烧结温度控制在950℃到1050℃。
优选的，所述步骤（3）中引入K2CO3，称量K2CO3的质量，将K2CO3混入干燥后的混料中，严格控制K2CO3的掺杂量。
本发明的有益效果是：该种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，可在1000度左右完成烧结的功率型压电陶瓷材料组成与工艺，极大的降低了在高温烧结过程中能源消耗量，节省能源，同时避免高温下物质挥发不好控制工艺的问题，提高工作者控制工作的效率，方便工作者进行操作，同时通过引入K2CO3，并严格控制掺杂量，提高陶瓷材料极佳的降温幅度，又保证了压电陶瓷制品的致密性，具有良好的市场前景，便于推广使用。
附图说明
图1为本发明的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，所述可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法包括如下步骤：
（1）配料称量，将压电陶瓷材料按组成方程式[Pb1-xCaxZr0.52Ti0.47Nb0.01O3+a%MnCO3 b%R+0.01%K2CO3]；其中a，b%为均为重量百分比；a为第一附加成分，取值为0.30-2.0；b为第二附加成分，取值为0.5-1.2；x的取值为0.005-0.05进行称量；
（2）球磨干燥，将称量后的原料在球磨机上球磨6到8小时，球磨好的混料倒入托盘内放入干燥箱中在75℃到80℃进行干燥；
（3）成型，将步骤（3）混料放入压力试验模具中压块；
（4）预烧结，将物质R引入步骤（3）中的混料进行预烧结；
（5）烧结，将步骤（4）烧结的压电陶瓷制品中混入K2CO3进行烧结；
（6）保温，将步骤（5）中烧结的原料随炉冷却；
（7）质量检测，将步骤（6）中冷却成型的压电陶瓷制品进行检测。
优选的，所述步骤（1）中称量后的原料依次进行球磨，并将球磨后的原料进行均匀混合。
优选的，所述步骤（1）中物质R以超细粉体方式引入，最优实施例中R采用结构均一的Bi-B-Zn熔块，将该熔块处理成中位粒径0.5um左右的超细粉，然后再作为附成分引入。
优选的，所述步骤（4）预烧结的稳定为，温度为750℃到800℃，时间5h到7h。
优选的，所述步骤（5）中烧结温度控制在950℃到1000℃。
优选的，所述步骤（3）中引入K2CO3，称量K2CO3的质量，将K2CO3混入干燥后的混料中，严格控制K2CO3的掺杂量。
本可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法适合用于大批量的压电陶瓷品的制作。
实施例二：
一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，所述可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法包括如下步骤：
（1）配料称量，将压电陶瓷材料按组成方程式[Pb1-xCaxZr0.52Ti0.47Nb0.01O3+a%MnCO3 b%R+0.01%K2CO3]；其中a，b%为均为重量百分比；a为第一附加成分，取值为0.30-2.0；b为第二附加成分，取值为0.5-1.2；x的取值为0.005-0.05进行称量；
（2）球磨干燥，将称量后的原料在球磨机上球磨6到8小时，球磨好的混料倒入托盘内放入干燥箱中在75℃到80℃进行干燥；
（3）成型，将步骤（3）混料放入压力试验模具中压块；
（4）预烧结，将物质R引入步骤（3）中的混料进行预烧结；
（5）烧结，将步骤（4）烧结的压电陶瓷制品中混入K2CO3进行烧结；
（6）保温，将步骤（5）中烧结的原料随炉冷却；
（7）质量检测，将步骤（6）中冷却成型的压电陶瓷制品进行检测。
优选的，所述步骤（1）中称量后的原料依次进行球磨，并将球磨后的原料进行均匀混合。
优选的，所述步骤（1）中物质R以超细粉体方式引入，最优实施例中R采用结构均一的Bi-B-Zn熔块，将该熔块处理成中位粒径0.5um左右的超细粉，然后再作为附成分引入。
优选的，所述步骤（4）预烧结的稳定为，温度为800℃到850℃，时间5h到7h。
优选的，所述步骤（5）中烧结温度控制在950℃到1050℃。
优选的，所述步骤（3）中引入K2CO3，称量K2CO3的质量，将K2CO3混入干燥后的混料中，严格控制K2CO3的掺杂量。
本可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法适合用于小批量的压电陶瓷的制作，极大的提高了压电陶瓷的生产的质量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法包括如下步骤：
（1）配料称量，将压电陶瓷材料按组成方程式[Pb1-xCaxZr0.52Ti0.47Nb0.01O3+a%MnCO3 b%R+0.01%K2CO3]；其中a，b%为均为重量百分比；a为第一附加成分，取值为0.30-2.0；b为第二附加成分，取值为0.5-1.2；x的取值为0.005-0.05进行称量；
（2）球磨干燥，将称量后的原料在球磨机上球磨6到8小时，球磨好的混料倒入托盘内放入干燥箱中在70℃到80℃进行干燥；
（3）成型，将步骤（3）混料放入压力试验模具中压块；
（4）预烧结，将物质R引入步骤（3）中的混料进行预烧结；
（5）烧结，将步骤（4）烧结的压电陶瓷制品中混入K2CO3进行烧结；
（6）保温，将步骤（5）中烧结的原料随炉冷却；
（7）质量检测，将步骤（6）中冷却成型的压电陶瓷制品进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中称量后的原料依次进行球磨，并将球磨后的原料进行均匀混合。
3.根据权利要求1所述的一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中物质R以超细粉体方式引入，最优实施例中R采用结构均一的Bi-B-Zn熔块，将该熔块处理成中位粒径0.5um左右的超细粉，然后再作为附成分引入。
4.根据权利要求1所述的一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述步骤（4）预烧结的稳定为，温度为750℃到850℃，时间5h到7h。
5.根据权利要求1所述的一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中烧结温度控制在950℃到1050℃。
6.根据权利要求1所述的一种可低温烧结的功率型压电陶瓷制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中引入K2CO3，称量K2CO3的质量，将K2CO3混入干燥后的混料中，严格控制K2CO3的掺杂量。
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