[发明专利]掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法。该压电陶瓷以下列化学式I表示：xPb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃‑yPb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃‑(1‑x‑y)Pb(Ti_1/2Zr_1/2)O₃+lSrCO₃+mZnO+nQ，其中，Q为Li₂CO₃,CuO,SiO₂,MnO₂,Bi₂O₃,La₂O₃中的至少一种，其中，l,m,n分别为SrCO₃,ZnO,Q所占化合物Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃‑Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃‑Pb(Ti_1/2Zr_1/2)O₃的质量百分比，其中，0.01≤x≤0.07，0.08≤y≤0.38，0＜l≤0.5，0＜m≤0.5，0≤n≤0.5。该掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷具有烧结温度低、机电耦合系数高、压电应变系数高、介电损耗小等优异性能。

技术领域

本发明涉及压电陶瓷技术领域，更具体地，涉及一种掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法。

背景技术

压电陶瓷材料由于具有正、逆压电性能，可实现机械能和电能的相互转换，因此作为一种重要的功能材料被广泛应用在压电谐振器、压电蜂鸣器、压电滤波器、压电变压器、压电扬声器、压电点火器和压电马达等高新技术领域。

压电陶瓷材料包括以钛酸钡(BaTiO₃)、锆钛酸铅(PZT)为基础的一元系和以锆钛酸铅为基础的三元系、四元系，以及多元系压电陶瓷材料。BaTiO₃陶瓷材料具有在室温条件下，由晶体的第二相变而产生恶劣温度系数的致命缺点。另外其居里温度低，老化过快。因而压电常数是BaTiO₃的两倍，且各方面性能比BaTiO₃好得多的锆钛酸铅压电陶瓷受到人们的关注。

传统的四元系锆钛酸铅(PMN-PNN-PZT)压电陶瓷的烧结温度较高，一般都在1200-1300℃左右。PbO的熔点很低,在高温烧结时，不可避免的造成PbO挥发。PbO的挥发不仅导致压电陶瓷的化学计量比偏离原先设计的配方，使其性能下降，同时也会对环境造成危害，损害人体健康，另一方面烧结温度高也会造成成本增加。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种掺杂改性锆钛酸铅压电陶瓷。该压电陶瓷以下列化学式I表示：

xPb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-yPb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-(1-x-y)Pb(Ti_1/2Zr_1/2)O₃+lSrCO₃+mZnO+nQ，

其中，Q为Li₂CO₃,CuO,SiO₂,MnO₂,Bi₂O₃,La₂O₃中的至少一种，