一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法.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CN111960818A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010716887.X(22)申请日2020.07.23(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市大学城外环西路100号(72)发明人鲁圣国焦志伟陈先义许一文李毅姚英邦梁波陶涛(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人张燕玲(51)Int.Cl.C04B35/472(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/638(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法(57)摘要本发明属于介质陶瓷制备领域，公开了一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法。本发明掺镧锆钛酸铅陶瓷的制备方法采用了低共融点的碳酸锂和氧化铋混合物作为助熔剂，该助熔剂与PLZT粉料称量配制，然后按陶瓷工艺，粉碎，干压成型，经冷等静压后，然后放入马弗炉中，先以3℃/min升温到600℃，保温4h～5h后完成排胶；接着再以5℃/min升温速率升温到900℃，保温结束后再以5℃/min升温到920～950℃，经保温后随炉冷却，得到低温烧结陶瓷材料。本发明发明的烧结温度低，工艺简单，成本低，且烧结致密，该陶瓷的综合储存密度和储存效率较高，具有较大的实用价值和应用前景。CN111960818ACN111960818A权利要求书1/1页1.一种低温烧结陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)称取PbO、La2O3、ZrO2和TiO2，混合球磨，烘干，过筛，升温至900℃预烧，保温2～3小时，合成初粉；(2)以摩尔比为1:1的Li2CO3和Bi2O3混合物作为烧结助剂，将烧结助剂与初粉混合球磨，干燥，过筛，制得粉料；所述烧结助剂的加入量为2～6wt％；(3)在粉料中加入质量百分比为5～10％的PVB溶液中作为粘结剂，进行干压成型；(4)将初步成型的样品冷等静压；然后放入马弗炉中，先以3℃/min升温到600℃，保温4h～5h后完成排胶；接着再以5℃/min升温速率升温到900℃，保温结束后再以5℃/min升温到920～950℃，经保温后随炉冷却，得到低温烧结陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述烧结助剂的加入量为2wt％、4wt％或6wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述PbO、La2O3、ZrO2和TiO2均为市售的化学纯，纯度分别为99.9％、99.99％、99.99％和99％，比例为摩尔比91：9：76：24。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述冷等静压的压制压力为200MPa。5.一种由1～4任一项所述的制备方法制备得到的低温烧结储能陶瓷材料。2CN111960818A说明书1/3页一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于介质陶瓷制备领域，特别涉及一种低温烧结陶瓷材料及其制备方法。背景技术[0002]随着电子技术的飞速发展，材料、电极和制造技术的进步，高压陶瓷电容器在高压领域、大功率领域的应用越来越广泛；其除了要有高的耐压强度，还要有高的低损耗、高储能、高稳定性等特点，但目前现有技术中的一般高压陶瓷电容器的烧结温度为1300℃～1400℃。掺镧锆钛酸铅La2O3-PbZrO3-PbTiO3(简称PLZT)是PZT里面烧结温度最高的一种陶瓷，通常烧结温度在1340℃以上。[0003]随着电子器件兴起，随着集成电路工艺技术的发展，各类电子产品向小型化、轻量化方向发展。传统变压器因其体积大，质量轻，效率低而制约着电路小型化的水平。在实用化压电陶瓷材料中，占主导地位的是PZT系陶瓷。目前PZT压电陶瓷主要面临两大问题。一是高温烧结时PbO挥发严重，导致陶瓷成分偏离化学计量比，性能下降并且污染环境。二是随着器件向着高性能、集成化和微型化方向的发展，叠层陶瓷使用的贵金属内电极，如Pt、Ag等，价格较高，导致成本上升，影响大规模生产。要解决这两个问题，关键是实现陶瓷材料的低温烧结。低温烧结不仅能有效地抑制PbO的挥发，能避免贱金属内电极在高温时被氧化而失去导电性，而且能节省能源。因此，实现压电陶瓷低温烧结，无论在学术研究，还是在实际应用上，都具重要意义。发明内容[0004]为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低温烧结陶瓷材料的制备方法；该方法是采用Li2CO3与Bi2O3作为助熔剂，同时采用PLZT预烧粉与助熔剂按质量百分比称量。[0005]本发明的又一目的在于提供一种上述制备方法制备得到的低温烧结陶瓷材料。[0006]本发明的目的通过下述技术方案实