[发明专利]锰锑掺杂的锆钛酸铅压电陶瓷

摘要

本发明公开了一种锰锑掺杂的锆钛酸铅压电陶瓷及其制备方法，其化学计量式为Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)x(Zr0.47Ti0.48)(1-x)/0.95O3，式中x=0.01～0.07。本发明以Pb(TiZr)O3体系压电陶瓷为基础，采用传统的氧化物混合方法，加入MnO2和Sb2O3来调节综合性能，制备出具有较好综合性能的Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)x(Zr0.47Ti0.48)(1-x)/0.95O3，且x=0.01～0.07的大功率型压电陶瓷材料，最佳烧结温度为1260℃，其d33=352PC/N，εr=1689，tanδ=0.25%。本发明主要应用于高电压与高压力驱动，在信息、军工、电子电器、航空、石油勘探等行业得到广泛应用。

主权项

一种锰锑掺杂的锆钛酸铅压电陶瓷，其化学计量式为：Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)x(Zr0.47Ti0.48)(1‑x)/0.95O3，式中x=0.01～0.07；该锰锑掺杂的锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，具有如下步骤：(1)配料将原料Pb3O4、ZrO2、TiO2、MnO2、Sb2O3按Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)X(Zr0.47Ti0.48)(1‑x)/0.95O3，且x=0.01～0.07的化学计量比，混合后放入球磨罐中；球磨介质均为去离子水和氧化锆球，球：料：水的重量比均为2：1：0.6；再将混合料分别放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过40目筛；(2)合成将步骤(1)中过筛后的粉料，放入坩埚内，压实，加盖，密封，在合成炉中分别于900℃合成，保温2h，自然冷却到室温，出炉；(3)二次球磨将步骤(2)的合成料放入球磨罐中球磨粉碎，再将球磨后的合成料放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过40目筛；(4)压片将步骤(3)过筛后的粉料，外加质量百分比为7wt.%的聚乙烯醇水溶液进行造粒，再将其捣碎，压制成型为坯件；(5)排胶将步骤(4)的坯件放入马弗炉中，以5℃/min的速率升温至650℃，保温1h，并于400℃保温0.5h，进行有机物排除；(6)烧结将步骤(5)排胶后的坯件放在Al2O3垫板上，用垫料埋烧，以5℃/min的升温速率升温至1180℃～1280℃烧结，保温2h，随炉自然冷却至室温，制得化学式为：Pb1.02(Mn1/3Sb2/3)x(Zr0.47Ti0.48)(1‑x)/0.95O3，且x=0.01～0.07的压电陶瓷；(7)烧银将步骤(6)烧结后的陶瓷片打磨至光滑且厚度均匀一致,被银，将被银后的陶瓷片放入烘箱在100℃以上烘干，在735℃下进行烧渗处理；(8)极化将步骤(7)烧银后的陶瓷片进行极化处理，极化条件具体为：极化温度：140℃，极化电场：3kv/mm；(9)测试压电介电性能将步骤(8)极化后的压电陶瓷片，于室温静置24h后，测试其压电性能和介电性能。