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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