[发明专利]一种陶瓷/金属压电复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种陶瓷/金属压电复合材料的制备方法，属于压电复合材料技术领域。该方法首先用固相反应法合成铌酸钾钠无铅压电陶瓷，再与纯金属镍均匀混合、压模成型，通过控制气氛烧结制备铌酸钾钠/镍压电复合材料。铌酸钾钠/镍压电复合材料的烧结温度为1040～1120℃，烧结气氛的氧含量为0.5％～3ppm，第二相镍的含量为1～25％。该方法通过控制气氛氧分压实现无铅压电陶瓷与普通金属的复合烧结，具有合成工艺简单、成本低廉、无环境污染等优点。所制备的铌酸钾钠/镍压电复合材料具有以下特征：镍金属第二相有效增韧铌酸钾钠压电陶瓷基体；改变镍含量调控铌酸钾钠的压电性能并形成梯度变化。

主权项

1.一种陶瓷/金属压电复合材料的制备方法，选用高性能铌酸钾钠无铅压电陶瓷和普通金属镍作为原料，其特征在于：工艺步骤为：(1)采用碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂和五氧化二铌作为原料，按化学式LixK0.5-0.5xNa0.5-0.5xNbO3进行配料、混合、煅烧，获得铌酸钾钠陶瓷粉末，其中，0.04≤x≤0.06；(2)将铌酸钾钠粉末与纯金属镍粉以镍占1～25％体积分数的比例混合，在研钵中研磨40～90分钟，并在混合粉末中加入0.1～0.5％体积分数的粘结剂，其中粘结剂为聚乙烯醇含量3～7％重量分数的水溶液；(3)将镍含量为1％、5％、10％、15％、20％、25％体积分数的铌酸钾钠/镍混合粉末分别铺放在模具中，在80～130MPa下压模成型；(4)将压模成型后的产品放入坩锅内，再将坩锅放入加热炉内；从室温开始以10～50℃/分钟的速度升温至1040～1120℃，并在1040～1120℃温度下保温1～2小时进行烧结，随炉冷却，获得铌酸钾钠/镍压电复合材料。