铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片的制备方法及在蜂鸣器中的应用

摘要

一种用通式(K_0.44Na_0.52Li_0.04)(Nb_0.80Ta_0.20)O₃表示的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片的制备方法，由原料预处理、混合原料、预烧、制浆、流延、冲片、排胶、烧结、被银、极化工艺步骤组成。本发明与现有压电陶瓷制备方法相比，采用了制浆、流延工艺步骤，制备成了纯钙钛矿结构、密度大、细晶且晶粒均一、电性能好的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片，厚度为0.12mm。采用本发明方法制备的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片，制备成无铅压电蜂鸣器，无环境污染，驱动电压为3V时，声压在4.445kHz达到了最大值86.06dB；驱动电压为6V、9V时，最大声压比分别增大到91.91、95.22dB，表明压电蜂鸣器具有好的电声性能，达到作为发声器件的应用要求。

主权项

1、一种铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片的制备方法，该铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片的通式为(K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.80Ta0.20)O3，其特征在于它是由下述步骤组成：(1)原料预处理分别将通式(K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.80Ta0.20)O3所需的各原料放入培养皿，培养皿放入烘箱，在200℃下烘4小时，以除去原料中吸附的水分；(2)混合原料将原料预处理工艺步骤(1)处理后的原料按通式(K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.80Ta0.20)O3的配比进行称量、配料，分别使用无水乙醇为介质，用行星球磨机进行湿磨，400转/分球磨24小时，放入烘箱内，在80℃下烘干，用玛瑙研钵磨碎，过100目筛，制成干粉；(3)预烧将干粉放入氧化铝坩埚中，加盖，将盖敞开1/4，放入程序控温箱式炉中，连续升温至850℃，保温12小时，降温至室温，取出粉，用玛瑙研钵磨细，过100目筛，制备成预烧粉体；(4)制浆将酒精和质量浓度为30％的聚乙烯醇缩丁醛溶液、加入到步骤预烧工艺步骤(3)制备的预烧粉体中，酒精与质量浓度为30％的聚乙烯醇缩丁醛溶液、预烧粉体的质量比为1：3～5：3～5，用行星球磨机进行湿磨，400转/分球磨12小时，取出，制备成浆料；(5)流延将制浆工艺步骤(4)制备的浆料倒在流延机上，流延成60～70μm厚的膜片，将膜片切割成大小为10×15cm2的小膜片，将每两张小膜片叠合，并放在轧膜机的两条轧辊之间，轧成一张薄片；(6)冲片将步骤(5)得到的薄片用冲片机冲成圆片；(7)排胶将圆片叠30层，放入无盖的氧化铝坩埚内的氧化锆板上，放入程序控温箱式炉内，连续升温至500℃保温3小时，关断电源，自然冷却至室温；(8)烧结将排胶工艺步骤(7)排胶后的叠层薄片放入密闭的氧化铝坩埚内的氧化锆板上，放入程序控温箱式炉内，连续升温至1150～1170℃烧结4～8小时，降温至室温，制成叠层陶瓷薄片，剥离叠层陶瓷薄片；(9)被银将烧结工艺步骤(8)制备的陶瓷薄片的两表面用丝网印刷上直径为9mm，厚度为0.01mm的银浆，120℃下烘干，放在方形氧化铝大坩埚上，放入程序控温箱式炉中，连续升温至780℃保温30分钟，降温至室温，制成被银压电陶瓷薄片；(10)极化将被银工艺步骤(9)制备的被银压电陶瓷薄片叠层，放入极化装置的硅油中，油浴加热至80℃，3kV/mm电压下极化20分钟，放置24小时进行老化，制成通式为(K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.80Ta0.20)O3厚度为0.05～0.25mm的铌酸钾钠基无铅压电陶瓷薄片。