【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及壓電陶瓷材料，尤其是指一種新型的高溫高性能壓電陶瓷材料制造方法。
技術(shù)介紹
1、壓電陶瓷是一種能將機(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的重要功能材料，高溫壓電陶瓷在航天、核能以及石油探測(cè)等高
有著迫切的需求。常規(guī)的商用壓電陶瓷材料受其居里溫度的影響，僅能穩(wěn)定工作的溫度在～150℃。bisco3-pbtio3材料雖然在性能上滿足高溫壓電材料的需要，但是由于sc2o3高昂的價(jià)格，難以進(jìn)行大范圍的工業(yè)應(yīng)用。
2、即主流商用的高性能p5系列壓電陶瓷材料難以應(yīng)用在在高溫環(huán)境下，針對(duì)于高溫環(huán)境下對(duì)壓電壓電陶瓷高性能的需要，設(shè)計(jì)了本申請(qǐng)專利技術(shù)，即一款可在高溫230℃下穩(wěn)定工作的高性能(d33>420pc/n)壓電陶瓷材料。另外該申請(qǐng)專利技術(shù)解決了壓電陶瓷燒結(jié)過程中鉛元素?fù)]發(fā)嚴(yán)重和陶瓷變形大的問題，提高了生產(chǎn)過程中陶瓷的燒結(jié)穩(wěn)定性，也降低了陶瓷生產(chǎn)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種新型的高溫高性能壓電陶瓷材料制造方法，所述制造方法在鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過摻雜和工藝優(yōu)化，而制得的陶瓷材料適用于高溫環(huán)境，包括如下步驟：
2、步驟s1：配料混料，根據(jù)一種高功率壓電陶瓷的組成通式pb(zrxti(1-x))o3+ymol％nd2o3，其中0.45≤x≤0.65、0≤y≤10，原料為pb3o4、tio2、zro2、nd2o3，將原料按通式的化學(xué)計(jì)量比稱取原料，進(jìn)行混料球磨，球磨后進(jìn)行烘干；
3、步驟s2：預(yù)燒
4、步驟s3：二次球磨，將步驟s2得到的粉體進(jìn)行二次球磨烘干；
5、步驟s4：造粒成型，向步驟s3得到烘干粉體加入聚乙烯溶液，進(jìn)行造粒，造粒后的粉體通過壓片機(jī)進(jìn)行壓片成型，形成陶瓷胚體；
6、步驟s5：排膠，將步驟s4中得到的胚體放入馬弗爐中進(jìn)行排膠，排膠溫度600℃，保溫2小時(shí)，冷卻至室溫后得到排膠后的胚體；
7、步驟s6：燒結(jié)，將步驟s5得到的排膠后的胚體放入馬弗爐中，以二氧化鋯粉覆蓋胚體進(jìn)行埋燒，得到陶瓷片；
8、步驟s7：機(jī)加工，將步驟s6得到的陶瓷用磨拋機(jī)進(jìn)行機(jī)加工，加工成型至設(shè)計(jì)好的形狀，并進(jìn)行清洗；
9、步驟s8：燒銀電極，將步驟s7在陶瓷需要極化的表面進(jìn)行被銀電極，通過銀漿絲網(wǎng)印刷完成刷銀，隨后馬弗爐中燒制，得到被銀的陶瓷片；
10、步驟s9：極化測(cè)試：將步驟s8得到的陶瓷進(jìn)行高溫硅油極化，極化后進(jìn)行清洗；清洗后放置24h后進(jìn)行測(cè)試。
11、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s1中的球磨工藝需要12h，而后進(jìn)行烘干。
12、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s2的馬弗爐中預(yù)燒升溫速度為3℃/min，同時(shí)預(yù)燒后對(duì)粉體進(jìn)行粗破碎，得到預(yù)燒粉體。
13、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s3的二次球磨時(shí)間為24小時(shí)，隨后進(jìn)行烘干。
14、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s5排膠中使用的馬弗爐升溫速度3℃/min。
15、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s6中埋燒的燒結(jié)升降溫制度為：以3℃/min的升溫速度升至1000℃，保溫1小時(shí)，然后以2℃/min的升溫速度升至1260℃，保溫2小時(shí)，保溫結(jié)束后以4℃/min的降溫速度降至800℃，然后自然冷卻至室溫。
16、在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，步驟s8中陶瓷片在馬弗爐中燒制燒銀，燒銀為：升溫以3℃/min的速度升溫至800℃，并在該溫度下保溫30min。
17、本專利技術(shù)的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)所述的壓電陶瓷材料制造方法，通過對(duì)鋯鈦酸鉛壓電陶瓷的組分進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)鋯鈦酸鉛壓電材料中摻入氧化釹實(shí)現(xiàn)對(duì)陶瓷性能的提升。氧化釹的摻入能夠有效抑制壓電陶瓷在鉛元素的揮發(fā)，減少陶瓷的變形量，適合應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)。與此同時(shí)，陶瓷的居里溫度并沒有明顯的降低，從而實(shí)現(xiàn)了高溫壓電陶瓷的制備。該陶瓷體系的實(shí)施例2中的壓電陶瓷在230℃保持較好的穩(wěn)定性，與室溫條件下的d33對(duì)比，波動(dòng)小于7％。相比于p52系列在230℃下退火后d33衰減60％，該陶瓷體系具備極好的溫度穩(wěn)定性，能夠滿足在230℃的高溫場(chǎng)景下穩(wěn)定工作的要求。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種新型的高溫高性能壓電陶瓷材料制造方法，所述制造方法在鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過摻雜和工藝優(yōu)化，而制得的陶瓷材料適用于高溫環(huán)境，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S1中的球磨工藝需要12h，而后進(jìn)行烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S2的馬弗爐中預(yù)燒升溫速度為3℃/min，同時(shí)預(yù)燒后對(duì)粉體進(jìn)行粗破碎，得到預(yù)燒粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S3的二次球磨時(shí)間為24小時(shí)，隨后進(jìn)行烘干。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S5排膠中使用的馬弗爐升溫速度3℃/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S6中埋燒的燒結(jié)升降溫制度為：以3℃/min的升溫速度升至1000℃，保溫1小時(shí)，然后以2℃/min的升溫速度升至1260℃，保溫2小時(shí)，保溫結(jié)束后以4℃/min的降溫速度降至800℃，然后自然冷卻至室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟S8中陶瓷片在
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型的高溫高性能壓電陶瓷材料制造方法，所述制造方法在鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過摻雜和工藝優(yōu)化，而制得的陶瓷材料適用于高溫環(huán)境，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟s1中的球磨工藝需要12h，而后進(jìn)行烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟s2的馬弗爐中預(yù)燒升溫速度為3℃/min，同時(shí)預(yù)燒后對(duì)粉體進(jìn)行粗破碎，得到預(yù)燒粉體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于：步驟s3的二次球磨時(shí)間為24小時(shí)，隨后進(jìn)行烘干。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王琛皓，張暉，蔣杏兵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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