[发明专利]高带宽压电陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高带宽压电陶瓷及其制备方法，属于电子元器件制备方法；旨在提供一种可拓宽应用范围的压电陶瓷，其结构通式为：(0.98‑x)Pb(Zr,Ti)O₃‑xBiFeO₃‑0.02Pb(Sb_1/3Nb_2/3)O₃+yat%SrCO₃+zat%BaCO₃；其中，Zr/Ti=1.35～1.2，x=0.01～0.05，y=0.05～0.1，z=0.07～0.1；所述结构通式中的铌锑‑铁酸铋‑锆钛酸铅四元系所占比例为90～98.5wt%。本发明压电陶瓷的制备方法是：配料球磨，预烧，二次球磨，成型，排胶烧结，被银电极，极化；本发明压电陶瓷具有优异的介电以及压电性能，d₃₃≥750pC/N、ε₃₃^T/ε₀≥3800、带宽△f≥30%，可广泛应用在蜂鸣器、报警器、压电泵。

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷及其制备方法，尤其涉及一种高带宽压电陶瓷及其制备方法；属于电子元器件制备方法。

背景技术

压电蜂鸣器、报警器、压电泵是利用压电陶瓷片的逆压电效应产生机械形变实现发声或液体传输；具有高可靠性、低功耗、低噪声及小体积等优点。

压电陶瓷片的带宽在很大程度上决定了发声器件的声压。通常，当带宽≥18%时相应发生器件的声压≥80db，可满足使用要求；但在户外或嘈杂环境中则无法满足使用要求，因而限制了蜂鸣器和报警器的使用范围。

压电陶瓷片的带宽决定了压电泵的流量。通常，当带宽≥20%时压电泵的流量≥300mL/min，可满足养鱼增氧泵的需求；但却无法满足饮水机、香薰机、增湿机等对流量有更高要求的设备。

因此为了拓宽发声器件或压电泵的应用范围，提高压电陶瓷片的带宽非常必要。

发明内容

针对现有技术中存在的由于压电陶瓷片带宽较窄而导致其引用范围受限的缺陷，本发明旨在提供一种高带宽压电陶瓷及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的高带宽压电陶瓷的结构通式为：

(0.98-x)Pb(Zr,Ti)O₃-xBiFeO₃-0.02Pb(Sb_1/3Nb_2/3)O₃+yat%SrCO₃+zat%BaCO₃；其中，Zr/Ti=1.35～1.2，x=0.01～0.05，y=0.05～0.1，z=0.07～0.1；所述结构通式中的铌锑-铁酸铋-锆钛酸铅四元系所占比例为90～98.5wt% 。

优选地，Zr/Ti=1.3～1.25；

优选地，x=0.03；

优选地，y=0.08；

优选地，z=0.085。

为了制备上述高带宽压电陶瓷，本发明制备方法采用以下技术方案：

1）配料球磨 将Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Nb₂O₅、Fe₂O₃、Sb₂O₃、Bi₂O₃、SrCO₃、BaCO₃按所述结构通式的化学计量比配料，球磨4h，烘干、过40目筛，得混合粉料；氧化锆球:原料:去离子水=2:1:1；

2）预烧 将所述混合粉料按2.5℃/min的速率升温至900℃，保温2h随炉冷却，得熟料；