CN104402436A - 一种压电陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电陶瓷材料及其制备方法，该压电陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：ZrO265-73份、CaCO315-23份、BaCO38-15份、PVA8-12份、十四碳醇5-8份、SiC2-4份、BaTiO31-2份和石墨烯1-1.2份。本发明还提供了一种压电陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）称取ZrO265-73份、CaCO315-23份、BaCO38-15份、SiC2-4份和BaTiO31-2份；（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在750-810℃下加热，加入PVA8-12份、十四碳醇5-8份和石墨烯1-1.2份，喷雾造粒，压制成型；（3）最后在1150-1200℃惰性气氛下中烧结2-3h，得到压电陶瓷材料。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种压电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。根据陶瓷材料的用途可以将陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料。
普通陶瓷材料采用的原料主要为长石、粘土和石英等，是典型的硅酸盐材料；而特种陶瓷材料主要采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。
特种陶瓷材料的主要成分有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能，具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。但也有它的缺点，如脆性较大，易产生裂痕，因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种压电陶瓷材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种压电陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
ZrO2 65-73份，
CaCO3 15-23份，
BaCO3 8-15份，
PVA 8-12份，
十四碳醇 5-8份，
SiC 2-4份，
BaTiO3 1-2份，
石墨烯 1-1.2份。
所述PVA的平均分子量为8000-10000。
所述石墨烯为三维石墨烯。
所述十四碳醇为8重量份。
一种压电陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取ZrO2 65-73份、CaCO315-23份、BaCO38-15份、SiC2-4份和BaTiO31-2份；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在750-810℃下加热，加入PVA8-12份、十四碳醇5-8份和石墨烯1-1.2份，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1150-1200℃惰性气氛下中烧结2-3 h，得到压电陶瓷材料。
所述步骤2中的加热时间为30-50分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的压电陶瓷材料具有压电系数高、介电常数好和寿命长的特点。
（2）本发明制得的压电陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性和耐候性。
（3）本发明的压电陶瓷材料，其制备方法简单，制备条件易获得，较一般压电陶瓷的制备温度低，节约了能源，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）称取ZrO2 65kg、CaCO320kg、BaCO38kg、SiC2kg和BaTiO31kg；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在750℃下加热30分钟，加入平均分子量为8000的PVA8kg、十四碳醇5kg和三维石墨烯1kg，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1150℃惰性气氛下中烧结2h，得到压电陶瓷材料。
制得压电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取ZrO2 73kg、CaCO323kg、BaCO315kg、SiC3kg和BaTiO32kg；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在810℃下加热50分钟，加入平均分子量为10000的PVA12kg、十四碳醇8kg和三维石墨烯1.2kg，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1200℃惰性气氛下中烧结3h，得到压电陶瓷材料。
制得压电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取ZrO2 68kg、CaCO315kg、BaCO310kg、SiC4kg和BaTiO31kg；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在780℃下加热40分钟，加入平均分子量为9000的PVA10kg、十四碳醇6kg和三维石墨烯1kg，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1170℃惰性气氛下中烧结2h，得到压电陶瓷材料。
制得压电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取ZrO2 70kg、CaCO318kg、BaCO312 kg、SiC2kg和BaTiO31kg；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在750℃下加热50分钟，加入平均分子量为8000-10000的PVA9kg、十四碳醇8kg和三维石墨烯1.1kg，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1150℃惰性气氛下中烧结3h，得到压电陶瓷材料。
制得压电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
表1
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 压电系数d33(Pc/N) | 874 | 882 | 887 | 879 |
| 断裂韧性MPa﹒(m)1/2 | 1.80 | 1.73 | 1.79 | 1.76 |
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种压电陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
ZrO2 65-73份，
CaCO3 15-23份，
BaCO3 8-15份，
PVA 8-12份，
十四碳醇 5-8份，
SiC 2-4份，
BaTiO3 1-2份，
石墨烯 1-1.2份。
2. 根据权利要求1所述压电陶瓷材料，其特征在于，所述PVA的平均分子量为8000-10000。
3. 根据权利要求1所述压电陶瓷材料，其特征在于，所述石墨烯为三维石墨烯。
4. 根据权利要求1所述压电陶瓷材料，其特征在于，所述十四碳醇为8重量份。
5. 一种压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取ZrO2 65-73份、CaCO315-23份、BaCO38-15份、SiC2-4份和BaTiO31-2份；
（2）采用湿式球磨法将上述组分混合均匀，在750-810℃下加热，加入PVA8-12份、十四碳醇5-8份和石墨烯1-1.2份，喷雾造粒，压制成型；
（3）最后在1150-1200℃惰性气氛下中烧结2-3 h，得到压电陶瓷材料。
6. 根据权利要求5所述的压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的加热时间为30-50分钟。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104692798A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-06-10 | 吴江华诚复合材料科技有限公司 | 一种压电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN105399424A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-16 | 太仓荣中机电科技有限公司 | 一种电子产品用陶瓷材料 |
| CN109081630A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-25 | 佛山皖和新能源科技有限公司 | 一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法 |
| CN116161956A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-26 | 北京大学口腔医学院 | 一种铌酸钾钠/氧化锆复合陶瓷及其制备方法与应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101935212A (zh) * | 2010-09-09 | 2011-01-05 | 西北工业大学 | 一种锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷及其制备方法 |
| CN102718482A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-10 | 成都汇通西电电子有限公司 | 压电陶瓷材料及其制备方法、压电发电振子 |
| CN102924078A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-13 | 天津大学 | 一种bctz基钙钛矿体系多元无铅压电陶瓷及其制备方法 |
| CN104016674A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-03 | 河南科技大学 | 一种钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法 |
| CN104059247A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-24 | 中国科学院力学研究所 | 一种压电陶瓷和碳材料的复合制备方法 |
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2014
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101935212A (zh) * | 2010-09-09 | 2011-01-05 | 西北工业大学 | 一种锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷及其制备方法 |
| CN102718482A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-10 | 成都汇通西电电子有限公司 | 压电陶瓷材料及其制备方法、压电发电振子 |
| CN102924078A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-13 | 天津大学 | 一种bctz基钙钛矿体系多元无铅压电陶瓷及其制备方法 |
| CN104059247A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-24 | 中国科学院力学研究所 | 一种压电陶瓷和碳材料的复合制备方法 |
| CN104016674A (zh) * | 2014-06-17 | 2014-09-03 | 河南科技大学 | 一种钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104692798A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-06-10 | 吴江华诚复合材料科技有限公司 | 一种压电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN104692798B (zh) * | 2015-03-16 | 2016-11-30 | 吴江华诚复合材料科技有限公司 | 一种压电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN105399424A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-16 | 太仓荣中机电科技有限公司 | 一种电子产品用陶瓷材料 |
| CN109081630A (zh) * | 2018-08-29 | 2018-12-25 | 佛山皖和新能源科技有限公司 | 一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法 |
| CN109081630B (zh) * | 2018-08-29 | 2020-11-13 | 深圳市汉嵙新材料技术有限公司 | 一种抗断裂热稳定型压电材料的制备方法 |
| CN116161956A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-26 | 北京大学口腔医学院 | 一种铌酸钾钠/氧化锆复合陶瓷及其制备方法与应用 |
| CN116161956B (zh) * | 2022-12-26 | 2024-01-16 | 北京大学口腔医学院 | 一种铌酸钾钠/氧化锆复合陶瓷及其制备方法与应用 |
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