CN102796406B - 玻璃浆料、其制备方法和压电陶瓷雾化片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃浆料、其制备方法和压电陶瓷雾化片的制备方法，包含如下重量百分比的原料成分：Bi2O3：45～55%，SiO2：5～10%，ZnO：10～20%，B2O3：5～15%，CaO：1～5%，MgO：0.7～4%，9004-57-3：3.0～10%。本发明的玻璃浆料，与导电基体接触液体的一面融合性好，无分层现象出现，同时提高了压电陶瓷雾化片的机械强度，该玻璃浆料还具有绝缘、隔离液体的功能，抗拒酸碱腐蚀的能力较强；另外，该配方不含氧化铅成分，减少了危废固化物的产生，有利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子功能陶瓷的应用，具体涉及一种玻璃浆料、其制备方法和压电陶瓷雾化片的制备方法。
背景技术
锆钛酸铅（PZT），即Pb(Zr,Ti)O3压电陶瓷，将其做成一定形状的坯，再经过烧结等处理后，能够将电能转化为机械能，即陶瓷元件出现高频振动特性，将其放入水中，水分子间出现空化现象，水微粒不断从水中冒出，形成0.5~3um微粒水雾，此陶瓷元件我们称其为雾化片。雾化片的结构一般包括陶瓷基体和导电电极，以及在雾化片的浸水面设置的保护层
传统雾化片在水中高频振动和工作，为防止与水的接触面被水中的酸碱物质腐蚀，通常采用镀钛、镀镍、粘贴不锈钢膜和涂敷其他材料作为保护层，以达到保护的目的。但是镀钛和镍工艺不好掌握且对环境有污染的弊端，粘贴不锈钢膜费工费时且高频振动使用时间稍长，易分层，涂敷其他材料形成保护层和膜使用寿命又存在问题。还有一些采用氧化铅为保护层的主要材料，采用这种材料会导致更多的固废物产生，不利于减少环境污染。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料及其制备方法，以及应用该玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法。该玻璃浆料比较环保，且制备方法简单；应用该玻璃浆料作为保护层的压电陶瓷雾化片耐腐蚀性较好、寿命较长，而且较为环保。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，由如下重量百分比的原料成分组成：
Bi2O3：45～55%，SiO2：5～10%，ZnO：10～20%，B2O3：5～15%，
CaO：1～5%，MgO：0.7～4%，9004-57-3：3.0～10%。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：45～55%，SiO2：5～10%，ZnO：10～20%，B2O3：5～15%，
CaO：1～5%，MgO：0.7～4%，9004-57-3：3.0～10%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1000～1220℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过300～400目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐20～25小时，磨制10～15小时，颗粒粒度小于等于0.9um。
其中，所述有机溶剂为松节油或聚乙烯醇。
一种使用玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过450～900℃的高温烧结，制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行150～750℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片。
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：55%～68%，二氧化钛：5%～17%，二氧化锆：17%～27%，
锑粉：0.2%～1.8%，锰粉：0.03%～1.2%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合10～20小时，然后球磨4～8小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐15～24小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过750～1000℃的预烧，再经过1150～1300℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体打磨光滑。
其中，所述导电浆料包含银、铝、铜、镍或银中的一种或几种。
其中，所述陶瓷基体为圆形、椭圆形、方形或不规则形状。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在200～300目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
本发明的有益效果是：
1、本发明的玻璃浆料，与导电基体接触液体的一面融合性好，无分层现象出现，同时提高了压电陶瓷雾化片的机械强度，产品寿命可以达到6000小时以上。
2、本发明的玻璃浆料除具有绝缘、隔离液体的功能外，抗拒酸碱腐蚀的能力大大提高，经过盐雾试验1000小时，表面不会出现腐蚀现象。
3、由于雾化片是消耗品，到了工作寿命时间必须更换才能正常工作，本发明的玻璃浆料中无氧化铅成分，减少了危废固化物的产生，有利于环保，符合发展潮流和方向。
4、另外，本发明的玻璃浆料和压电陶瓷雾化片的制造工艺简单，能耗和成本少。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例一：
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，由如下重量百分比的原料成分组成：
Bi2O3：45%，SiO2： 10%，ZnO：15%，B2O3： 15%，
CaO：5%，MgO：3%，EC：7%。EC是树脂有机物9004-57-3：乙基纤维素/纤维素乙醚。
该配方的玻璃浆料的膨胀系数与陶瓷基体的膨胀系数相近，张应力和压应力适度，保持了较好的热稳定性和附着力，表面不会出现裂纹，取消了传统的氧化铅的原料，增加了SiO2 和B2O3的含量，提高了玻璃浆料的耐酸碱性能，另外，5～15%的B2O3有利于增加玻璃浆料的稳定性。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：45%，SiO2： 10%，ZnO：15%，B2O3： 15%，
CaO：5%，MgO：3%，EC：7%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1000℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过300目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐23小时，磨制12小时，颗粒粒度小于等于0.9um。
其中，所述有机溶剂为松节油。
一种使用玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过800℃的高温烧结，该导电浆料能承受25N以上的垂直拉力，保证较好的附着力；制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行600℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片，该电极处理方式与现有的常规处理方式相同。
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：55%，二氧化钛：17%，二氧化锆：27%，
锑粉：0.2%，锰粉：0.8%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合10小时，然后球磨4小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐15小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过750℃的预烧，再经过1150℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体进行打磨处理，保证其表面的光滑平整，无杂质尘埃。
其中，所述导电浆料为银。
其中，所述陶瓷基体为圆形。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在200目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
实施例二：
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，包含如下重量百分比的原料成分：
Bi2O3：50%，SiO2： 10%，ZnO：20%，B2O3： 10%，
CaO：1%，MgO：0.7%，EC：8.3%。EC是树脂有机物9004-57-3：乙基纤维素/纤维素乙醚。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：50%，SiO2： 10%，ZnO：20%，B2O3： 10%，
CaO：1%，MgO：0.7%，EC：8.3%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1100℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过350目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐20小时，磨制10小时，颗粒粒度小于等于0.9um。
其中，所述有机溶剂为聚乙烯醇。
一种使用玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过450℃的高温烧结，该导电浆料能承受25N以上的垂直拉力，保证较好的附着力；制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行400℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片，该电极处理方式与现有的常规处理方式相同。
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：60%，二氧化钛：15%，二氧化锆：22%，
锑粉：1.8%，锰粉：1.2%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合15小时，然后球磨6小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐20小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过850℃的预烧，再经过1200℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体进行打磨处理，保证其表面的光滑平整，无杂质尘埃。
其中，所述导电浆料包含铝。
其中，所述陶瓷基体为椭圆形。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在240目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
实施例三：
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，包含如下重量百分比的原料成分：
Bi2O3：52%，SiO2： 8%，ZnO：17%，B2O3： 10%，
CaO：3%，MgO：2%，EC：8%。EC是树脂有机物9004-57-3：乙基纤维素/纤维素乙醚。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：52%，SiO2： 8%，ZnO：17%，B2O3： 10%，
CaO：3%，MgO：2%，EC：8%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1200℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过350目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐23小时，磨制13小时，颗粒粒度小于等于0.9um。
其中，所述有机溶剂为聚乙烯醇。
一种使用玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过700℃的高温烧结，该导电浆料能承受25N以上的垂直拉力，保证较好的附着力；制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行600℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片，该电极处理方式与现有的常规处理方式相同。
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：65%，二氧化钛：16%，二氧化锆：17%，
锑粉：1.2%，锰粉：0.8%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合18小时，然后球磨6小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐22小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过900℃的预烧，再经过1250℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体进行打磨处理，保证其表面的光滑平整，无杂质尘埃。
其中，所述导电浆料为铜。
其中，所述陶瓷基体为方形。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在280目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
实施例四：
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，包含如下重量百分比的原料成分：
Bi2O3：55%，SiO2： 8%，ZnO：10%，B2O3： 10%，
CaO：3%，MgO：4%，EC：10%。EC是树脂有机物9004-57-3：乙基纤维素/纤维素乙醚。
一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：55%，SiO2： 8%，ZnO：10%，B2O3： 10%，
CaO：3%，MgO：4%，EC：10%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1220℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过400目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐25小时，磨制15小时，颗粒粒度小于等于0.9um。
其中，所述有机溶剂为聚乙烯醇。
一种使用玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过900℃的高温烧结，该导电浆料能承受25N以上的垂直拉力，保证较好的附着力；制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行750℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片，该电极处理方式与现有的常规处理方式相同。
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：68%，二氧化钛：5%，二氧化锆：26%，
锑粉：0.9%，锰粉：0.1%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合20小时，然后球磨8小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐24小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过1000℃的预烧，再经过1300℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体进行打磨处理，保证其表面的光滑平整，无杂质尘埃。
其中，所述导电浆料为镍。
其中，所述陶瓷基体为不规则形状。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在300目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
其中，所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
实施例一至四制成的玻璃浆料，与导电基体接触液体的一面融合性好，无分层现象出现，同时提高了压电陶瓷雾化片的机械强度，产品寿命可以达到6000小时以上；该玻璃浆料制成的压电陶瓷雾化片除具有绝缘、隔离液体的功能外，抗拒酸碱腐蚀的能力大大提高，经过盐雾试验1000小时，表面不会出现腐蚀现象。
由于雾化片是消耗品，到了工作寿命时间必须更换才能正常工作，本发明的玻璃浆料中无氧化铅成分，减少了危废固化物的产生，有利于环保，符合发展潮流和方向；另外，本发明的玻璃浆料和压电陶瓷雾化片的制造工艺简单，能耗和成本少。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种压电陶瓷雾化片用玻璃浆料，其特征在于：由如下重量百分比的原料组成：
Bi2O3：45～55%，SiO2：5～10%，ZnO：10～20%，B2O3：5～15%，
CaO：1～5%，MgO：0.7～4%，纤维素乙醚：3.0～10%；
该压电陶瓷雾化片用玻璃浆料的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量百分比配料：
Bi2O3：45～55%，SiO2：5～10%，ZnO：10～20%，B2O3：5～15%，
CaO：1～5%，MgO：0.7～4%，纤维素乙醚：3.0～10%；
b、将a步骤中的各物质混合搅拌均匀，在1220℃温度下进行熔制；
c、将b步骤熔制后的料块球磨8小时，并将磨碎后的粉料过300～400目网筛；
d、在c步骤过网筛后的粉料中加入重量比为25%的有机溶剂和重量比为8%的水，陈腐20～25小时，磨制10～15小时，颗粒粒度小于等于0.9um；其中，所述有机溶剂为松节油或聚乙烯醇。
2.一种使用权利要求1所述的玻璃浆料的压电陶瓷雾化片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将陶瓷基体的导电面均匀地披覆导电浆料，然后经过700℃、800℃或900℃的高温烧结，制成导电基体；
2）将步骤1）的导电基体接触液体并产生水雾的一面涂覆玻璃浆料，再采用网带隧道窑炉进行150～750℃的高温烧结，最后进行电极处理制成压电陶瓷雾化片；
其中，所述步骤1）的陶瓷基体的制备步骤如下：
11）按重量比配料：
氧化铅：55%～68%，二氧化钛：5%～17%，二氧化锆：17%～27%，
锑粉：0.2%～1.8%，锰粉：0.03%～1.2%；
12）将11）步骤中的配料混合搅拌均匀，煅烧熔合10～20小时，然后球磨4～8小时，制成粒度为0.3um～10um的料粉；
13）在步骤12）的料粉中加入浓度为5%的聚乙烯醇溶液，陈腐15～24小时，制成粗细为10～15um的颗粒；
14）将步骤13）的颗粒压制成厚度为0.2～3mm的坯；
15）将步骤14）的坯先经过750～1000℃的预烧，再经过1150～1300℃的高温烧结，制成陶瓷基体；
16）将步骤15）的陶瓷基体打磨光滑。
3.根据权利要求2所述的一种压电陶瓷雾化片的制备方法，其特征在于：所述导电浆料包含银、铝、铜、镍中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种压电陶瓷雾化片的制备方法，其特征在于：所述陶瓷基体为圆形、圆环形、椭圆形或方形。
5.根据权利要求2所述的一种压电陶瓷雾化片的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：先用感光膜在200～300目的丝网上制成网版，再用刮刀在网版上加压滑动，将玻璃浆料漏印到导电基体接触液体并产生水雾的一面。
6.根据权利要求2所述的一种压电陶瓷雾化片的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中涂覆玻璃浆料的方法为：将玻璃浆料喷成微小的雾滴，均匀地涂于导电基体接触液体并产生水雾的一面。
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| CN101983949A (zh) * | 2010-11-24 | 2011-03-09 | 景德镇陶瓷学院 | 一种压电陶瓷雾化片用白色乳浊釉及其制备方法 |
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| 锑锰锆钛酸铅体系大功率压电陶瓷的改性与性能研究;李千;《南京航空航天大学硕士学位论文》;20110615;第10-54页 * |
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