一种PZT基压电陶瓷及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112645709A(43)申请公布日2021.04.13(21)申请号202011558278.2(22)申请日2020.12.25(71)申请人湖南瀚德微创医疗科技有限公司地址410205湖南省长沙市长沙高新开发区文轩路27号麓谷钰园A4栋六层604号(72)发明人李益民王霄(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人钟丹魏娟(51)Int.Cl.C04B35/491(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图2页(54)发明名称一种PZT基压电陶瓷及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种PZT基压电陶瓷及其制备方法，在成份设计上，通过CaO、BaO、SrO和MgO中的至少一种掺杂PZT陶瓷，改善陶瓷材料性能，在制备方法上，根据设计配方将称量好的化学原料用球磨机进行一次研磨，随后烘干、过筛。然后将已过筛的粉料在微波炉内辐射合成为预烧粉料。再按照上述球磨方法进行二次研磨、烘干、过筛后，加入PVA溶液造粒，接着采用干压成型获得坯体，最后在微波炉内烧结致密化得到PZT基压电陶瓷制品。与现有技术相比，本发明在传统粉末冶金工艺基础上，引入微波辐射合成超细粉与微波烧结技术，具有综合性能优异、绿色环保、生产效率高、易于实现批量化生产等优点，能很好的满足商用需求，很适合于制备PZT基压电陶瓷制品。CN112645709ACN112645709A权利要求书1/1页1.一种PZT基压电陶瓷，其特征在于：所述PZT基压电陶瓷为A掺杂Pb(Zr0.52Ti0.48)O3陶瓷，所述A在PZT基压电陶瓷中的质量分数≤2.0％，所述A选自CaO、BaO、SrO、MgO中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种PZT基压电陶瓷，其特征在于：所述A在PZT基压电陶瓷中的质量分数为0.5～2.0％。3.根据权利要求1或2所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：根据PZT基压电陶瓷的设计配方，按化学计量比称量CaO、BaO、SrO、MgO中的至少一种，以及Pb3O4、TiO2、ZrO2，获得混合料，进行第一次球磨，获得一次球磨料，一次球磨料经微波合成获得预烧粉料，将预烧粉料进行第二次球磨，获得二次球磨料，造粒、压制成型获得坯体，坯体经微波烧结即得PZT基压电陶瓷。4.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述第一次球磨的转速为400～600r/min，第一次球磨的时间为12～24h；所述第一次球磨采用湿法球磨，球磨介质为乙醇，其中磨球、混合料、乙醇的质量比为1.2～2：0.7～1：0.7～1。5.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述微波合成的频率为500MHz～1GHz，微波合成的温度为700～850℃，微波合成的时间为10～30min。6.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述预烧粉料的平均粒度小于1μm。7.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述第二次球磨的转速为400～600r/min，第二次球磨的时间为12～24h；所述第二次球磨采用湿法球磨，球磨介质为乙醇，其中磨球、预烧粉料、乙醇的质量比为1.2～2：0.7～1：0.7～1。8.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：将二次球磨料与PVA溶液混合后造粒，所述PVA溶液的加入量为二次球磨料质量的3～8wt％，所述PVA溶液中PVA的质量分数为3～5wt％。9.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述压制成型的压力为100～300MPa。10.根据权利要求3所述的一种PZT基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述微波烧结的工艺过程为，先升温至400～600℃保温1～4h，然后再升温至750～900℃保温10～30min，后随炉冷至室温。2CN112645709A说明书1/9页一种PZT基压电陶瓷及其制备方法技术领域[0001]本发明属于压电陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种PZT基压电陶瓷及其制备方法。背景技术[0002]压电陶瓷因其具有压电效应而得名。当受到机械应力的作用或感应到振动信号时，在压电陶瓷两电极面间将会有电压信号输出，此为正压电效应；反之，给压电陶瓷施加电信号时，它也可以将电信号转换成振动信号，此为逆压电效应。利用这两种特性(正逆压电效应)可以设计出许多具有特殊功能的元器件。其中，Pb(ZrxTi1‑x)O3(PZT)压电陶瓷是由PbZrO3和PbTiO3形成的连续固溶体(0≤x≤1)，具有钙钛矿结构，也是目前研究最多、应用最广的压电陶瓷。自20世纪50年代被发现以