[发明专利]一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷材料及其制备方法，包括以下重量百分比的原料：Pb₃0₄ 68％～70％、Zr0₂ 18％‑20％、Ti0₂ 10％‑12％、Nb₂0₅0.3％‑0.65％、Sb₂0₃ 0.35％‑0.70％，各组分总和100％。经混料、预烧、造粒、成型及排塑、烧结、被银、极化、测量制备而成。本发明通过在PZT中引入适量的Nb₂0₅及Sb₂0₃组分、合适的组分比等，实现了提高压电陶瓷的灵敏度和居里温度的需求，该材料在水声接收型换能器方面显示出良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及压电陶瓷领域，主要是一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

迄今为止，声波被认为是唯一能够在海洋中远距离传播的信息载体，海洋研究、资源开发、海上军事斗争都离不开水声技术。水声换能器实现了声能和电能的相互转换，是支撑水声技术的关键器件之一；水声换能器在军事上和民用上具有不容忽视的作用，在军事上，搜索和跟踪水下潜艇、水雷等目标；在民用上，海底资源的探索、水文测量、海底地质地貌勘测、鱼群探测，尤其是海洋石油勘探等，都离不开水声换能器及相应的声学器材。

在水声换能器中压电水声换能器是目前应用最广泛的一种，水声换能器的性能很大程度上取决于压电陶瓷的性能。根据工作状态不同，水声换能器可分为发射型换能器和接收型换能器；随着接收换能器向小型化、细长化、紧凑型、高灵敏度方向发展，对压电陶瓷提出了新的、更高的要求，要求压电陶瓷具有更高的灵敏度和温度稳定性，同时压电陶瓷元件尺寸小型化，因而迫切需要提升传统水声压电陶瓷的灵敏度和居里温度，以适应新的海洋装备仪器的发展需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷材料及其制备方法，主要应用于水声接收型换能器等方面。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷材料，包括以下重量百分比原料：Pb₃0₄ 68％～70％、Zr0₂ 18％-20％、Ti0₂ 10％-12％、Nb₂0₅ 0.3％-0.65％、Sb₂0₃ 0.35％-0.70％，各组分总和100％。

一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷，包括以下较佳的重量百分比原料：Pb₃0₄ 69％～69.5％、Zr0₂ 18.5％-19％、Ti0₂ 10.5％-11.65％、Nb₂0₅ 0.35％-0.60％、Sb₂0₃ 0.40％-0.50％，各组分总和100％。

一种高灵敏度高居里温度压电陶瓷，包括以下最佳的重量百分比原料：Pb₃0₄69.26％、Zr0₂ 18.87％、Ti0₂ 11.03％、Nb₂0₅ 0.40％、Sb₂0₃ 0.44％。

一种制备上述高灵敏度高居里温度压电陶瓷的方法，包括下述步骤：