[发明专利]一种无铅压电陶瓷及其低温液相烧结制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温液相烧结技术，具体是一种无铅压电陶瓷的低温液相烧结制备方法。

背景技术

压电陶瓷在信息、激光、导航、电子技术、通讯、计量检测、精密加工和传感技术等高技术领域应用广泛。在应用领域主要以锆钛酸铅及其改性的压电陶瓷体系为主，在烧结工艺上，为了节约能源和降低生产成本，通过采用各种烧结助剂来降低烧结温度，目前锆钛酸铅体系的烧结温度已经降到了950^oC左右，但是在该温度下烧结时仍然存在铅的挥发问题，导致材料的化学计量比偏离原先所设计的配方，使其电性能下降，并且严重污染环境。

压电陶瓷的发展趋势是无铅化，多层片式化，微型化，而多层压电陶瓷制备的关键在于实现低温电极材料的共烧，但是目前多层压电陶瓷在与低温电极材料共烧时仍然成本较高，其主要原因是烧结温度过高(≥950^oC)，为了提高电极材料的稳定性和防止其氧化，需要在银电极材料中添加一定比例的贵金属如钯，铂等。由于钯、铂等价格昂贵，因此电极材料的成本占到了整个多层压电陶瓷生产成本的80%以上，导致成本高昂无法下降。因此，研究与发展更低温度下烧结的压电陶瓷材料对于降低企业生产成本，具有重大意义。同时低温烧结可以降低能耗，节约能源。

文献[Serhiy O，J Am Ceram Soc,2009,92(12):2957-2961]报导了具有高居里温度与良好压电性能的BiFeO₃–BaTiO₃基无铅压电陶瓷，但需要在氧气气氛中烧结，烧结温度在950-975℃，该体系具有很好的高温稳定性，居里温度高达650℃，而退极化温度也高达450℃以上，专利[ZL 2012 1 0032459.9]介绍了一种BiFeO₃-BaTiO₃基压电陶瓷采用低温烧结助剂加固相合成烧结的方法，成功将烧结温度将至900^oC左右。

银的熔点为961^oC，作为内电极材料，在不添加钯、铂等贵金属的情况下，其要求共烧温度要处于900^oC以下，且烧结温度越低，稳定性越好、可靠性越高，因此，进一步降低BiFeO₃-BaTiO₃体系压电陶瓷的烧结温度具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用低温液相烧结的(1-x)BiFeO₃-xBaTiO₃基无铅压电陶瓷，通过添加可以在620^oC-830^oC下连续形成液相的多元复合烧结助剂，实现(1-x)BiFeO₃-xBaTiO₃基无铅压电陶瓷在830^oC低温下液相烧结成瓷的技术。

实现本发明目的的技术方案是：

一种低温液相烧结无铅压电陶瓷，其配方组成通式为：