铌酸钾钠/铜压电复合材料的制备方法

摘要

一种铌酸钾钠/铜压电复合材料的制备方法，属于压电驱动器技术领域。以无铅压电陶瓷铌酸钾钠为基体，金属铜为第二相，通过控制烧结气氛的氧分压制备铌酸钾钠/铜压电复合材料。铌酸钾钠/铜压电复合材料的烧结温度为1020～1080℃，烧结气氛的氧含量为0.5％～3ppm，第二相铜的含量为1～20vol％。优点在于，通过控制气氛烧结实现了无铅压电陶瓷铌酸钾钠与普通金属铜的复合烧结，生产成本较低，无环境污染。所制备的铌酸钾钠/铜压电复合材料具有以下突出优点：第二相铜的含量变化可以调控铌酸钾钠压电陶瓷的压电性能并形成梯度变化；并且，第二相铜对于铌酸钾钠陶瓷基体具有弥散强化和阻裂增韧效应。

主权项

1.一种铌酸钾钠/铜压电复合材料的制备方法，其特征在于：工艺步骤为：(1)按照氧化物混合法制备锂掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷：以K2CO3，Na2CO3，Li2CO3，Nb2O5粉末为原料，按照化学式LixK0.5-0.5xNa0.5-0.5xNbO3进行配料、混合、煅烧、粉碎、烧结，其中，0.04≤x≤0.06；(2)将烧结得到的铌酸钾钠陶瓷块体破碎，并和铜配制混合粉末，铜占混合粉末总量的1～20vol％；配制混合粉末时至少研磨半小时，并在混合粉末中加入0.1～0.5vol％的粘结剂，其中粘结剂为聚乙烯醇含量为3～7wt％的水溶液；(3)将不同铜含量的铌酸钾钠/铜混合粉末铺放在模具中，在80～130MP下用压片机压模成型；(4)将压模成型后的产品放入坩锅内，再将坩锅放入加热炉内；从室温开始以40～60℃/min的速度升温至1020～1080℃，在1020～1080℃温度下保温1～2小时进行烧结，随炉冷却，获得铌酸钾钠/铜压电复合材料。