[发明专利]一种低铅挥发的PZT基三明治结构压电陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种低铅挥发的PZT基三明治结构压电陶瓷，其特征在于：其依序包括上面层、中间层和下面层，其上面层和下面层材料的化学组成通式为：xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-(1-x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃，其中x=0.95～0.98；中间层材料的化学通式为：Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃。

2.根据权利要求1所述的一种低铅挥发的PZT基三明治结构压电陶瓷，其特征在于：所述上面层和下面层的厚度均为0.2～0.5mm，中间层的厚度为0.5～0.8mm。

3.根据权利要求1所述的一种低铅挥发的PZT基三明治结构压电陶瓷，其特征在于：所述的三明治结构压电陶瓷为上面层、中间层和下面层的粉体原料依序平铺堆叠后压制成型。

4.根据上述任一权利要求所述的一种低铅挥发的PZT基三明治结构压电陶瓷的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：

（1）配料：按化学组成通式xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-(1-x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃，其中x=0.95～0.98的化学计量比称取原料 PbO、ZrO₂、TiO₂、SrCO₃、K₂CO₃及Nb₂O₅进行混合得到混合料A；按化学组成通式Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃的化学计量比称取原料PbO、ZrO₂、TiO₂进行混合得到混合料B；

（2）球磨：分别往混合料A和混合料B中加入球磨介质，再将混合料A和混合料B分别装入不同的球磨罐中进行球磨2～12h，球磨结束后，再分别将混合料A和混合料B置于烘箱中以80～85℃的温度进行烘干，然后再将混合料A和混合料B放入不同的研钵内进行研磨；

（3）预烧：将上述研磨后的混合料A和混合料B分别加入到不同坩埚内，经压实、加盖后，置于马弗炉中，在500～800℃的温度条件下保温0.5～2h后再升温至800～1000℃进行恒温预烧1～6h，然后再自然冷却至室温后将坩埚取出；

（4）二次球磨：往上述经过预烧的混合料A和混合料B中分别加入球磨介质后，再将其分别装入不同的球磨罐中，进行球磨2～12h，球磨结束后，在分别将混合料A和混合料B置于烘箱中以80～85℃的温度进行烘干，然后再经90～100目的筛网过筛后，即可分别制得粉体A和粉体B，其中粉体A的化学组成通式为xPb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃-(1-x)Sr(K_0.25Nb_0.75)O₃，其中x=0.95～0.98，粉体B的化学组成通式为Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃；

（5）造粒：往步骤（4）制得的粉体A和粉体B中分别加入0.5～5wt%的PVA溶液进行混合均匀，然后再置于烘箱中以90～130℃的温度进行干燥，再经过90～100目的筛网过筛；

（6）将经过步骤（5）处理后的粉体A和粉体B依序加入模具中进行平铺堆叠，其中上面层和下面层为粉体A，中间层为粉体B，平铺完成后，以150～250Mpa的压力进行保压压制3～5min，即可制得成型片体；

（7）排胶：将上述模压制得的成型片体置于托盘中并加盖，然后放入马弗炉中，在400～650℃的温度下保温30～180min进行排胶，然后再将其随炉自然冷却至室温；

（8）烧结：将经过步骤（7）排胶处理后的成型片体置于马弗炉中，在1150～1225℃的温度条件下，进行烧结处理30～240min，然后再烧结后的成型片体自然冷却至室温，即可制得PZT基三明治结构压电陶瓷。