【技術實現步驟摘要】
本公開涉及電子霧化，尤其涉及一種復合壓電陶瓷材料、包括其片材的霧化片、霧化器及霧化裝置，以及其制備方法。
技術介紹
1、現有超聲電子霧化裝置在霧化芯工作時，利用逆壓電效應將霧化液打散成氣溶膠來進行霧化。因其低溫安全、霧化氣模擬煙氣的還原度高的特點，在電子霧化裝置的制造企業及消費者中越來越受到重視和青睞。特別是隨著水基霧化液的成功開發和問世，超聲電子霧化裝置的呼聲也越來越高。
2、目前，超聲電子霧化裝置的霧化芯采用壓電陶瓷片作為霧化片，其中陶瓷片大都采用的是鋯鈦酸鉛(pzt)材料。pzt中含有大量的鉛元素，不僅生產和廢棄時鉛元素會對生態環境造成極大危害，在使用過程中也會危害人體健康。
3、目前已開發出了一些無鉛壓電陶瓷。其中鈮酸鉀鈉(knn)陶瓷材料是被認為是最有前景的無鉛壓電陶瓷材料之一。但是，knn陶瓷材料的結構穩定性不足，在反復使用中，特別是對于粘度較高的霧化液，霧化過程需要在較高的溫度下進行，這造成以knn陶瓷材料作為陶瓷片的霧化片容易退極化而失效，無法滿足使用需求。此外，knn陶瓷材料的機電耦合系數較低，能量轉換效率也不能令人滿意。此外，knn陶瓷材料燒結區間窄，所含堿金屬元素易揮發，導致其穩定性和一致性差，難以進行批量化生產。
4、因此，仍然需要開發在超聲電子霧化裝置中用作霧化片的性能更好、更耐用且適用于不同霧化液的無鉛壓電陶瓷材料。
技術實現思路
1、有鑒于此，本公開目的在于提供一種無鉛壓電陶瓷材料、包括該壓電陶瓷材料的片材的霧化片、
2、本公開的第一方面提供一種復合壓電陶瓷材料，所述復合壓電陶瓷材料由以下通式表示：
3、(1-y)[(bina(1-a-b)kalib)0.5(ti(1-x)zrx)o3]/ymon，
4、0.06＜a＜0.12，0.02＜b＜0.06，0.005＜x＜0.02，0.1＜y＜0.4，mon為金屬氧化物，至少部分mon以微粒形式存在于(bina(1-a-b)kalib)0.5(ti(1-x)zrx)o3基體中。
5、在一種實施方式中，a＝0.09，b＝0.03。
6、在一種實施方式中，0.01＜x＜0.015。
7、在一種實施方式中，0.25＜y＜0.3。
8、在一種實施方式中，mon選自zno、sno2、cdo、nio、cr2o3中的一種或多種。
9、本公開的第二方面提供一種壓電陶瓷霧化片，所述壓電陶瓷霧化片包括：
10、上述任一種復合壓電陶瓷材料的片材；
11、導電層，附著在所述片材的正反兩面上；和
12、保護層，附著在所述導電層上。
13、在一種實施方式中，所述導電層的材料選自銀、銅、鎳鈀合金和金中的一種或多種。
14、在一種實施方式中，所述保護層為玻璃釉層、鐵氟龍涂層或聚氨酯薄膜。
15、本公開的第三方面提供一種霧化器，所述霧化器包括儲液倉和超聲霧化組件，所述儲液倉用于容納霧化液，所述超聲霧化組件流體連通地與所述儲液倉連接，并用于使所述霧化液形成氣溶膠，所述超聲霧化組件包括上述任一種壓電陶瓷霧化片。
16、本公開的第四方面提供一種電子霧化裝置，所述電子霧化裝置包括上述霧化器和電池組件，所述電池組件用于給所述霧化器中的壓電陶瓷霧化片提供高頻電壓。
17、本公開的第五方面提供一種制備復合壓電陶瓷材料的方法，所述方法包括：
18、按以下通式所示的比例將na源、k源、li源和bi源、二氧化鈦、二氧化鋯混合均勻得到混合物：
19、(1-y)[(bina(1-a-b)kalib)0.5(ti(1-x)zrx)o3]/ymon，
20、0.06＜a＜0.12，0.02＜b＜0.06，0.005＜x＜0.02，0.1＜y＜0.4；
21、對所述混合物進行第一球磨得到第一粉體；
22、將所述第一粉體在700℃～900℃下預燒結2h～4h；
23、對預燒結后的粉體進行第二球磨得到第二粉體；
24、將所述第二粉體以3℃/min～5℃/min的升溫速率升溫到1050℃～1200℃，并燒結2h～4h得到第三粉體；
25、將所述第三粉體與mon按所述通式所示的比例混合，進行第三球磨得到復合粉體，將所述復合粉體在70℃～90℃下保溫5h～8h得到第四粉體；
26、向所述第四粉體中加入相對所述第四粉體重量的5wt％～20wt％的粘接劑，壓制成型為胚體；將所述胚體升溫到400℃～600℃排塑0.5h～2h；和
27、將所述胚體以9℃/min～15℃/min的升溫速率升溫到1100℃～1250℃，并燒結1h～3h。
28、在一種實施方式中，所述na源、k源、li源和bi源分別為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、氧化鉍。
29、在一種實施方式中，所述粘結劑為聚乙二醇和/或甘油。
30、在一種實施方式中，所述第一球磨、所述第二球磨和所述第三球磨分別在250r/min～350r/min轉速下進行8h～12h。
31、本公開提供的復合壓電陶瓷材料不含鉛，且由其制備的霧化片具有改進的退極化溫度，提高了使用中的穩定性，能在高至200℃的高溫下反復使用，不易發生退極化，能夠適用于具有不同粘度的各種霧化液。
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1.一種復合壓電陶瓷材料，由以下通式表示：
2.根據權利要求1所述的復合壓電陶瓷材料，其中，a＝0.09，b＝0.03；
3.一種壓電陶瓷霧化片，包括：
4.根據權利要求3所述的壓電陶瓷霧化片，其中，所述導電層的材料選自銀、銅、鎳鈀合金和金中的一種或多種；
5.一種霧化器，包括儲液倉和超聲霧化組件，其中，所述儲液倉用于容納霧化液，所述超聲霧化組件流體連通地與所述儲液倉連接，并用于使所述霧化液形成氣溶膠，
6.一種電子霧化裝置，包括權利要求5所述的霧化器和電池組件，所述電池組件用于給所述霧化器中的壓電陶瓷霧化片提供高頻電壓。
7.一種制備權利要求1或2所述的復合壓電陶瓷材料的方法，包括：
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述Na源、K源、Li源和Bi源分別為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰、氧化鉍。
9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述粘結劑為聚乙二醇和/或甘油。
10.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一球磨、所述第二球磨和所述第三球磨分別在250r/min～350r/m
...【技術特征摘要】
1.一種復合壓電陶瓷材料，由以下通式表示：
2.根據權利要求1所述的復合壓電陶瓷材料，其中，a＝0.09，b＝0.03；
3.一種壓電陶瓷霧化片，包括：
4.根據權利要求3所述的壓電陶瓷霧化片，其中，所述導電層的材料選自銀、銅、鎳鈀合金和金中的一種或多種；
5.一種霧化器，包括儲液倉和超聲霧化組件，其中，所述儲液倉用于容納霧化液，所述超聲霧化組件流體連通地與所述儲液倉連接，并用于使所述霧化液形成氣溶膠，
6.一種電子霧化裝置，包括權利要求5所述的霧...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣濤明，范鵬元，
申請(專利權)人：思摩爾國際控股有限公司，
類型：發明
國別省市：
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