一种用于高频超声换能器的无铅压电复合厚膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种用于高频超声换能器的无铅压电复合厚膜的制备方法，包括以下步骤：（1）按照Bi0.5Na0.5TiO3的化学计量比,制备钛酸铋钠先驱体溶胶；（2）制备微纳米级Bi0.5(Na1-xKx)0.5TiO3钛酸铋钾钠陶瓷粉体；（3）将微纳米级陶瓷粉体与钛酸铋钠先驱体溶胶混合，可以按照需求调整复合厚膜中陶瓷粉体的质量含量从20%-80%，制备混合浆料；（4）重复旋涂工艺-热处理工艺，得到具有无铅压电复合厚膜。本发明方法能够有效降低厚膜的烧结温度，降低钾、钠、铋元素的挥发，提高厚膜的介电、铁电、压电性能。

主权项

一种用于高频超声换能器的无铅压电复合厚膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、按照Bi0.5Na0.5TiO3的化学计量比，先将五水硝酸铋溶于乙二醇甲醚中，室温磁力搅拌，得到硝酸铋溶液；将无水乙酸钠溶于乙二醇甲醚中，室温磁力搅拌，得到乙酸钠溶液；将摩尔比为1：2的钛酸四正丁酯和乙酰丙酮溶于乙二醇甲醚中，室温磁力搅拌，得到钛酸四正丁酯混合溶液；然后分别将硝酸铋溶液和乙酸钠溶液滴加至钛酸四正丁酯混合溶液中，并在70~90℃下恒温磁力搅拌，之后自然冷却至室温，得到澄清的钛酸铋钠先驱体溶胶；（2）、按照Bi0.5(Na1‑xKx)0.5TiO3的化学计量比分别称取碳酸钾、碳酸钠、三氧化二铋和二氧化钛，以无水乙醇为媒介混合球磨，干燥后压片，然后在600℃~1150℃下烧结2~4小时，得到具有钙钛矿结构的钛酸铋钾钠坯体，再经破碎、球磨，得到微纳米级钛酸铋钠粉体；x=0.1~0.5；（3）、将微纳米级钛酸铋钾钠陶瓷粉体与钛酸铋钠先驱体溶胶混合，然后加入与钛酸铋钠基体等摩尔的高聚物作为稳定分散剂，球磨使之分散均匀，再经过磁力搅拌得到稳定的混合浆料；（4）、采用旋涂工艺将所得的稳定的混合浆料沉积在硅基底上，然后进行热处理工艺，重复上述旋涂工艺‑热处理工艺，得到具有钛酸铋钠/钛酸铋钾钠无铅压电复合厚膜；所述压电复合厚膜的厚度为0.5~30μm。