[发明专利]一种压电陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及电子材料领域，具体是一种压电陶瓷材料。

背景技术

随着科技的发展和人们生活需求的改变，电子领域也得到了飞速发展，电子材料是电子领域的基础。电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料,包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料以及其他相关材料。压电陶瓷就是电子材料的一种。

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料-压电效应,压电陶瓷除具有压电性外,还具有介电性、弹性等,已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等领域，压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。

但是现有压电陶瓷的温度稳定性差，尤其在高温环境中使用寿命会大大缩短，这就不能满足人们的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压电陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种压电陶瓷材料，包括以下重量份的原料：仙人掌4-6份、二氧化锆40-52份、二氧化硅12-16份、二氧化锰1-2份、导电浆液7-10份、二硫化钼0.6-1.6份、电气石粉末8-13份、碳酸钙晶须3-6份、氧化镁2-4份、氧化铝0.8-2.5份、分散剂6-8份、聚铝硅氧烷1-5份和海泡石粉末6-11份。

作为本发明进一步的方案：碳酸钙晶须的长度为6-18mm，导电浆液采用银浆或者碳浆的一种。

作为本发明进一步的方案：该压电陶瓷材料还包括硝酸铈0.3-0.8份和酚醛树脂8-12份。

所述压电陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将仙人掌在35-42摄氏度下干燥并且粉碎至20-30目，得到仙人掌粉，将仙人掌粉在28-36摄氏度下进行酶解，将酶解产物进行超声提取35-45分钟，收集提取液，得到仙人掌提取液；

步骤二，将二氧化锆、二氧化硅、二氧化锰、二硫化钼、碳酸钙晶须、氧化镁、分散剂和氧化铝加入行星球磨机中，以无水乙醇作为润滑剂球磨3-5小时，得到悬浮液；

步骤三，向悬浮液中加入仙人掌提取液、电气石粉末、聚铝硅氧烷和海泡石粉末并且搅拌均匀，得到混合料，在215-260Mpa条件下对混合料进行压制，得到初成品；

步骤四，将初成品放置在惰性气氛的烧结炉中，以3-6摄氏度/分钟的速度升温，在1200-1360摄氏度下保温4-6小时，然后以8-10摄氏度/分钟的速度降温至650-740摄氏度，保温2-3小时，自然冷却，得到半成品；

步骤五，将半成品的上下表面进行打磨，将导电浆液涂在半成品的上下表面，然后在520-600摄氏度下煅烧40-50分钟，然后在电场中极化16-25分钟，得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤三中的搅拌速度为800-1200rpm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，各组分之间发生相互作用，制备的成品不仅具有良好的压电参数，还具有良好的力学性能、耐候性和使用稳定性，在高温下也可以稳定使用，满足了人们的使用需求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种压电陶瓷材料，包括以下重量份的原料：仙人掌4份、二氧化锆40份、二氧化硅12份、二氧化锰1份、导电浆液7份、二硫化钼0.6份、电气石粉末8份、碳酸钙晶须3份、氧化镁2份、氧化铝0.8份、分散剂6份、聚铝硅氧烷1份和海泡石粉末6份。碳酸钙晶须的长度为10mm，导电浆液采用碳浆。

所述压电陶瓷材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将仙人掌在38摄氏度下干燥并且粉碎至20目，得到仙人掌粉，将仙人掌粉在29摄氏度下进行酶解，将酶解产物进行超声提取38分钟，收集提取液，得到仙人掌提取液；

步骤二，将二氧化锆、二氧化硅、二氧化锰、二硫化钼、碳酸钙晶须、氧化镁、分散剂和氧化铝加入行星球磨机中，以无水乙醇作为润滑剂球磨4小时，得到悬浮液；

步骤三，向悬浮液中加入仙人掌提取液、电气石粉末、聚铝硅氧烷和海泡石粉末并且搅拌均匀，得到混合料，在230Mpa条件下对混合料进行压制，得到初成品；