[发明专利]一种镍颗粒分散锂掺杂铌酸钾钠压电驱动器的制备方法

摘要

一种镍颗粒分散锂掺杂铌酸钾钠压电驱动器的制备方法，属于压电驱动器技术领域。本发明采用氧化物混合法合成锂掺杂铌酸钾钠粉末，在1～40vol％Ni成分范围内添加金属镍粉末获得不同镍含量的锂掺杂铌酸钾钠/镍混合粉末，按照设定的镍成分梯度形貌在模具中逐层铺粉、压模成型，通过控制气氛烧结制备镍颗粒分散锂掺杂铌酸钾钠多层复合材料，其中保护气氛中的氧含量为0.0003～0.5vol％，气体压力为1.1～2.0个大气压。经过切割成形、被覆银电极、牵引导线、极化处理等工艺步骤，组装锂掺杂铌酸钾钠/镍压电驱动器，其中各复合层的厚度为0.2～0.5毫米，层数为3～7层。本发明减少了传统双晶片型驱动器的界面应力集中和开裂失效；提高了压电驱动器的机械服役性能。

主权项

1、一种镍颗粒分散锂掺杂铌酸钾钠压电驱动器的制备方法，采用控制气氛烧结制备锂掺杂铌酸钾钠/镍多层复合压电驱动器，其特征在于：a、采用氧化物混合法合成锂掺杂铌酸钾钠粉末：以碳酸锂、碳酸钾、碳酸钠、五氧化二铌为原料，采用原子百分比按照化学式Lix(K0.5Na0.5)1-xNbO3、0.03≤x≤0.08配料、混合、焙烧；b、压模制备锂掺杂铌酸钾钠/镍复合坯体：将合成的锂掺杂铌酸钾钠粉末与镍粉混合按三明治成分结构形式在模具中逐层铺粉，铺设层数为3～7层，上下两层为单一的锂掺杂铌酸钾钠粉末，正中间为制备锂掺杂铌酸钾钠/镍复合电极的锂掺杂铌酸钾钠粉与镍粉混合粉末，锂掺杂铌酸钾钠/镍复合电极层两侧为制备锂掺杂铌酸钾钠/镍压电复合层的锂掺杂铌酸钾钠粉与镍粉混合粉末；制备锂掺杂铌酸钾钠/镍复合电极的铌酸钾钠粉和镍粉混合粉末的成分范围为：锂掺杂铌酸钾钠粉60～70vol％，镍粉30～40vol％；制备锂掺杂铌酸钾钠/镍压电复合层的锂掺杂铌酸钾钠粉和镍粉混合粉末成分范围为：锂掺杂铌酸钾钠粉80～99vol％，镍粉1～20vol％，锂掺杂铌酸钾钠粉和镍粉混合粉末的布置方式是从内向外按镍含量多少由多到少布置；按三明治成分结构形式铺设的锂掺杂铌酸钾钠粉末与锂掺杂铌酸钾钠/镍混合粉在70～150MPa下压模成型；c、控制气氛烧结制备锂掺杂铌酸钾钠/镍多层复合材料：将锂掺杂铌酸钾钠/镍压模成型坯体置于气氛炉中，通入氮气作为保护气氛，氮气中的氧含量为0.0003～0.5vol％，通入氮气的压力为1.1～2.0个大气压，从室温开始以10～50℃/min的速率升温至1030～1120℃，保温1～2小时进行烧结，在通入保护气氛的条件下随炉冷却，获得镍成分梯度变化的锂掺杂铌酸钾钠/镍多层复合材料圆片形产品，各复合层的厚度为0.2～0.5毫米；d、组装锂掺杂铌酸钾钠/镍功能梯度压电驱动器：烧结后的锂掺杂铌酸钾钠/镍多层复合材料经过切割、打磨后获得长方柱状产品，沿长方柱的上下表面被覆银电极、焊接银丝导线，并在长方柱中心厚度的40vol％Ni复合层上焊接银丝导线，沿长方柱厚度方向进行极化处理，获得锂掺杂铌酸钾钠/镍功能梯度压电驱动器。