高性能氧化铝基板铌镍酸铅-锆钛酸铅压电厚膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种高性能氧化铝基板铌镍酸铅-锆钛酸铅压电厚膜的制备方法，步骤为：(1)按0.2Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-0.8Pb(Zr_1/2Ti_1/2)O₃+0.03La₂O₃+0.05ZnO化学计量比配料；(2)合成；(3)浆料调节及厚膜印刷；(4)排塑及烧结，烧结温度为750℃；(5)极化，极化温度为130℃，极化电场为5KV/mm的直流电场，极化时间为1min，然后去除电场。本发明通过添加适量的ZnO和La₂O₃，并通过对烧结保温时间的调整，在显著降低烧结温度的同时，获得了优异的综合性能，d₃₃≈135pC/N，tanδ≈1.77%。本发明可应用于厚膜微制动器、压电多层制动器等对压电性能有较高要求的器件。

主权项

一种高性能氧化铝基板铌镍酸铅‑锆钛酸铅压电厚膜的制备方法，具有如下步骤：(1)配料将原料Pb3O4、Ni2O3、Nb2O5、ZrO2、TiO2、ZnO、La2O3按化学式0.2Pb(Ni1/3Nb2/3)O3‑0.8Pb(Zr1/2Ti1/2)O3并外加0.03La2O3+0.05ZnO的化学计量比配料，于球磨中混料，球：料：水的重量比为2：1：0.5，球磨时间为4h，再将原料烘干。(2)合成将步骤(1)烘干后的粉料放入氧化铝坩埚内，加盖密封，分别于800℃、900℃合成2h；(3)浆料调节及厚膜印刷将步骤(2)的合成料再次球磨、烘干，外加5wt%的玻璃料和10wt%的有机载体一起置于球磨罐中混合2h，得到印刷所需浆料；用蒸馏水将Al2O3基板超声清洗后烘干备用；用丝网印刷法依次在基板上印刷底电极、陶瓷层、上电极；每印刷一层，在烘箱中120℃烘干10min，待上一层烘干后再印刷下一层；所述有机载体为松油醇和乙基纤维素按质量比9:1组成；(4)排塑及烧结将步骤(3)制得厚膜以2℃/min升温到200℃，保温30min，再以3℃/min升温到400℃，保温30min，完成排塑；然后以7℃/min速率升温至750℃，保温20min、40min、60min、80min，完成烧结后随炉冷却；(5)极化将步骤(4)所得制品，置于130℃的硅油中，施加5KV/mm的直流电场，极化1min，然后去除电场，制成高性能氧化铝基板铌镍酸铅‑锆钛酸铅压电厚膜；(6)测试压电性能将步骤(5)极化处理的压电厚膜，于室温下静置24h后测试其压电性能。