[发明专利]一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料及其应用

说明书

本发明公开了一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料及其应用。该锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料是以碳酸钡、碳酸钙、二氧化锆和二氧化钛为基粉原料，以钛酸钡为晶种，以无水乙醇为溶剂，球磨，添加分散剂、增塑剂、粘结剂和消泡剂后，球磨，形成锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料。本发明具有为BCZT基粉料的专用流延配方，用于流延工艺，形成薄膜，以制备高性能BCZT压电陶瓷，且流延薄膜厚度为50微米时，介电常数和压电常数较高，同时烧结温度最低的有益效果。

技术领域

本发明涉及一种压电陶瓷流延浆料，特别是一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料及其应用。

背景技术

压电陶瓷材料已被广泛地应用在航空航天、医疗、生活、军事等各领域。无铅压电陶瓷由于不含铅、不污染环境，符合人类社会可持续发展的要求，因而备受产业界和研究人员的青睐。其中，锆钛酸钡钙(BCZT)基无铅陶瓷体系更是受到广泛关注。

目前，为了提高综合电学性能，通常会采用反应模板生长法(RTGG)，通过流延工艺制备BCZT无铅压电陶瓷。因此，流延浆料的制备就成了工艺关键。根据原料基粉的不同，流延浆料可分为水系和有机系两大类，通过添加各种分散剂、增塑剂、粘结剂、消泡剂等各种添加剂，经过球磨后制备出具有一定粘度的浆料。但是现有电子陶瓷流延浆料由于基粉性质不同，基本都属于专用，而非通用。因此，本体系需要开发一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料及其应用。本发明具有为BCZT基粉料的专用流延配方，用于流延工艺，形成薄膜，以制备高性能BCZT压电陶瓷，且流延薄膜厚度为50微米时，介电常数和压电常数较高，同时烧结温度最低的特点。

本发明的技术方案：一种锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料，该锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料是以碳酸钡、碳酸钙、二氧化锆和二氧化钛为基粉原料，以钛酸钡为晶种，以无水乙醇为溶剂，球磨，添加分散剂、增塑剂、粘结剂和消泡剂后，球磨，形成锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料。

前述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料中，所述基粉原料中碳酸钡、碳酸钙、二氧化锆和二氧化钛的摩尔比为(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.1Ti_0.9)O₃；所述钛酸钡占基粉原料质量的1-10％。

前述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料中，所述分散剂为蓖麻油、磷酸三乙酯或三乙醇胺；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯或聚乙二醇；所述粘结剂为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛或聚丙烯酸；所述消泡剂为正丁醇。

所述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料的制备方法，包括有以下步骤：

(1)配料：将基粉原料和晶种，分别烘干，备用；

(2)混料：将烘干后的基粉原料和晶种混合，搅拌均匀，得混合料；

(3)混浆：向混合料中加入25-50％的无水乙醇，球磨6-12h，得混浆；

(4)配浆：向混浆中添加分散剂、增塑剂、粘结剂和消泡剂，球磨6-24h，形成锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料。

前述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料中，所述步骤(4)中，向混浆中添加0.5-5％分散剂、2-8％增塑剂、2-10％粘结剂和0.1-1％消泡剂，球磨6-24h，形成锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料。

所述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料的应用，将该锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料用于流延工艺，形成薄膜，制备BCZT压电陶瓷。

前述的锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料的应用中，所述将该锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料用于流延工艺，形成薄膜，制备BCZT压电陶瓷，具体包括有以下步骤：

(1)流延：根据锆钛酸钡钙压电陶瓷流延浆料的粘度，在流延机上流延出薄膜料，得流延料；