CN113257990B - 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 - Google Patents
多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113257990B CN113257990B CN202110445231.3A CN202110445231A CN113257990B CN 113257990 B CN113257990 B CN 113257990B CN 202110445231 A CN202110445231 A CN 202110445231A CN 113257990 B CN113257990 B CN 113257990B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base metal
- piezoelectric ceramic
- coating material
- electrode material
- ceramic actuator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010953 base metal Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 116
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 21
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- MIAUJDCQDVWHEV-UHFFFAOYSA-N benzene-1,2-disulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O MIAUJDCQDVWHEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- MVIOINXPSFUJEN-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid;hydrate Chemical compound O.OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 MVIOINXPSFUJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 10
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 5
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 229920000141 poly(maleic anhydride) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 5
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 claims description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/877—Conductive materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/067—Forming single-layered electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
Abstract
本发明公开了一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为1‑500μm；所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。本发明还公开了一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的其制备方法，通过在涂覆料内添加多孔生物质炭材料，多孔生物质碳材料由废弃水稻秸秆制得，原材料易得，环保性强，有效的降低了成本，增强了电机材料的导电性，且能够在保证电极材料具有良好的导电性能的同时，还具有较强的抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及电极材料技术领域，特别涉及一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法。
背景技术
多层压电陶瓷执行器应用领域较为广泛，可以应用于精密力学及机械工程、生命科学、医学及生物学、气/液压阀、纳米定位/高速开关和主动、自适应光学等领域，多层压电陶瓷执行器的安全可靠使用对生产生活有着重要的作用。
电极材料的性质是决定超级电容器件性能是否优异的关键因素，碳材料是比导电聚合物和金属氧化物应用的更早、更广泛的材料，近些年虽然有众多研究者对常见的用于超级电容器的碳材料做了大量研究，但仍然难以取得突破性的进展。单一的碳材料往往因为自身的局限性，或是导电性差，或是有效比表面积不高等，将其作为超级电容器电极时难以表现出优异的性能。
基于降低成本的考虑，发展Ni、Cu等贱金属作为内电极(BME)材料以代替Ag、Pd等贵金属是压电陶瓷执行器的一个重要方向。Ni、Cu等金属在空气中烧结会发生氧化，失去作为内电极的作用。虽然压电陶瓷执行器烧结的主要流程多使用中性或还原性气氛，但在器件排胶过程中的弱氧化性气氛对贱金属内电极的影响仍比较显著。电子元器件小型化、高性能的发展趋势要求贱金属内电极多层陶瓷执行器朝着大容量、超薄层的方向发展，金属粒度进一步减小到300纳米甚至100纳米时，金属电极材料氧化问题和热膨胀不匹配问题进一步突出，如何优化贱金属内电极层的抗氧化性能，是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；
所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为1-500μm；
所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。
优选的，所述多孔生物质炭材料的制备方法为：
①.取若干废弃水稻秸秆、将其表面洗干净并晾干，得到多孔生物质炭材料的原材料，备用；
②.将上述步骤中得到的原材料在惰性气体的保护下进行热解，并在热解后的材料中加入去离子水进行充分混合，得到混合溶液；
③.将混合溶液至于温度不低于110℃的烘干机中进行烘干，得到多孔碳粉末；
④.加工得到的多孔碳粉末进行冷却，置于盐酸溶液中浸泡2-3h，去除烘干，得到多孔生物质炭材料。
优选的，所述涂覆料的制备方法为：取活性辅助溶剂与洁净容器中，向其中加入所述多孔生物质炭材料进行混合，并加入有机溶剂，然后将混合后的溶液至于超声分散机中进行超声分散处理30min，即得到混合均匀的涂覆料。
优选的，所述有机溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种，所述多孔生物质炭材料与活性辅助溶剂的料液比例为15-30g：100ml。
优选的，所述贱金属材料采用铜或镍中的一种。
优选的，所述贱金属纳米颗粒的粒径为50-500nm。
上述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
a、准备基材，制备涂覆料；
b、对基材表面进行清洗，保持基材表面的洁净程度；
c、将贱金属纳米颗粒放置于制备好的涂覆料中，加入助溶剂，并对其进行充分搅拌混合，使贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，得到贱金属纳米颗粒涂覆料溶液；
d、将贱金属纳米颗粒涂覆料溶液均匀涂布在基材表面，保持其厚度不低于20μm，得到半成品；
e、将上述步骤中得到的半成品放置于真空干燥剂内进行干燥，即得所述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料。
优选的，所述步骤c中的助溶剂采用柠檬酸铵、聚丙烯酸马来酸酐、丙三醇、聚马来酸酐、聚乙烯基吡咯烷酮、长链季铵碱和聚天冬氨酸中的至少一种，所述步骤e中，烘干温度为110-150℃，烘干时间为2-2.5h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法，通过在涂覆料内添加多孔生物质炭材料，多孔生物质碳材料由废弃水稻秸秆制得，原材料易得，环保性强，有效的降低了成本，增强了电机材料的导电性，有效提高了固体导电物料与基体材料的附着力，避免导电物的脱落，从而保证电极材料的导电效果；通过添加贱金属纳米颗粒，能够在保证电极材料具有良好的导电性能的同时，还具有较强的抗氧化能力。
附图说明
图1为本发明一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的备方法的流程图；
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；
所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为100μm；
所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。
所述多孔生物质炭材料的制备方法为：
①.取若干废弃水稻秸秆、将其表面洗干净并晾干，得到多孔生物质炭材料的原材料，备用；
②.将上述步骤中得到的原材料在惰性气体的保护下进行热解，并在热解后的材料中加入去离子水进行充分混合，得到混合溶液；
③.将混合溶液至于温度不低于110℃的烘干机中进行烘干，得到多孔碳粉末；
④.加工得到的多孔碳粉末进行冷却，置于盐酸溶液中浸泡2-3h，去除烘干，得到多孔生物质炭材料。
所述涂覆料的制备方法为：取活性辅助溶剂与洁净容器中，向其中加入所述多孔生物质炭材料进行混合，并加入有机溶剂，然后将混合后的溶液至于超声分散机中进行超声分散处理30min，即得到混合均匀的涂覆料。
所述有机溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种，所述多孔生物质炭材料与活性辅助溶剂的料液比例为15g：100ml。
所述贱金属材料采用铜或镍中的一种；所述贱金属纳米颗粒的粒径为50nm。
上述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
a、准备基材，制备涂覆料；
b、对基材表面进行清洗，保持基材表面的洁净程度；
c、将贱金属纳米颗粒放置于制备好的涂覆料中，加入助溶剂，并对其进行充分搅拌混合，使贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，得到贱金属纳米颗粒涂覆料溶液；
d、将贱金属纳米颗粒涂覆料溶液均匀涂布在基材表面，保持其厚度为20μm，得到半成品；
e、将上述步骤中得到的半成品放置于真空干燥剂内进行干燥，即得所述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料。
所述步骤c中的助溶剂采用柠檬酸铵、聚丙烯酸马来酸酐、丙三醇、聚马来酸酐、聚乙烯基吡咯烷酮、长链季铵碱和聚天冬氨酸中的至少一种，所述步骤e中，烘干温度为110-150℃，烘干时间为2-2.5h。
实施例2
一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；
所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为200μm；
所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。
所述多孔生物质炭材料的制备方法为：
①.取若干废弃水稻秸秆、将其表面洗干净并晾干，得到多孔生物质炭材料的原材料，备用；
②.将上述步骤中得到的原材料在惰性气体的保护下进行热解，并在热解后的材料中加入去离子水进行充分混合，得到混合溶液；
③.将混合溶液至于温度不低于110℃的烘干机中进行烘干，得到多孔碳粉末；
④.加工得到的多孔碳粉末进行冷却，置于盐酸溶液中浸泡2-3h，去除烘干，得到多孔生物质炭材料。
所述涂覆料的制备方法为：取活性辅助溶剂与洁净容器中，向其中加入所述多孔生物质炭材料进行混合，并加入有机溶剂，然后将混合后的溶液至于超声分散机中进行超声分散处理30min，即得到混合均匀的涂覆料。
所述有机溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种，所述多孔生物质炭材料与活性辅助溶剂的料液比例为20g：100ml。
所述贱金属材料采用铜或镍中的一种；所述贱金属纳米颗粒的粒径为150nm。
上述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
a、准备基材，制备涂覆料；
b、对基材表面进行清洗，保持基材表面的洁净程度；
c、将贱金属纳米颗粒放置于制备好的涂覆料中，加入助溶剂，并对其进行充分搅拌混合，使贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，得到贱金属纳米颗粒涂覆料溶液；
d、将贱金属纳米颗粒涂覆料溶液均匀涂布在基材表面，保持其厚度为25μm，得到半成品；
e、将上述步骤中得到的半成品放置于真空干燥剂内进行干燥，即得所述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料。
所述步骤c中的助溶剂采用柠檬酸铵、聚丙烯酸马来酸酐、丙三醇、聚马来酸酐、聚乙烯基吡咯烷酮、长链季铵碱和聚天冬氨酸中的至少一种，所述步骤e中，烘干温度为110-150℃，烘干时间为2-2.5h。
实施例3
一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；
所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为250μm；
所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。
所述多孔生物质炭材料的制备方法为：
①.取若干废弃水稻秸秆、将其表面洗干净并晾干，得到多孔生物质炭材料的原材料，备用；
②.将上述步骤中得到的原材料在惰性气体的保护下进行热解，并在热解后的材料中加入去离子水进行充分混合，得到混合溶液；
③.将混合溶液至于温度不低于110℃的烘干机中进行烘干，得到多孔碳粉末；
④.加工得到的多孔碳粉末进行冷却，置于盐酸溶液中浸泡2-3h，去除烘干，得到多孔生物质炭材料。
所述涂覆料的制备方法为：取活性辅助溶剂与洁净容器中，向其中加入所述多孔生物质炭材料进行混合，并加入有机溶剂，然后将混合后的溶液至于超声分散机中进行超声分散处理30min，即得到混合均匀的涂覆料。
所述有机溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种，所述多孔生物质炭材料与活性辅助溶剂的料液比例为25g：100ml。
所述贱金属材料采用铜或镍中的一种；所述贱金属纳米颗粒的粒径为300nm。
上述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
准备基材，制备涂覆料；
a、对基材表面进行清洗，保持基材表面的洁净程度；
b、将贱金属纳米颗粒放置于制备好的涂覆料中，加入助溶剂，并对其进行充分搅拌混合，使贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，得到贱金属纳米颗粒涂覆料溶液；
c、将贱金属纳米颗粒涂覆料溶液均匀涂布在基材表面，保持其厚度为30μm，得到半成品；
d、将上述步骤中得到的半成品放置于真空干燥剂内进行干燥，即得所述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料。
所述步骤c中的助溶剂采用柠檬酸铵、聚丙烯酸马来酸酐、丙三醇、聚马来酸酐、聚乙烯基吡咯烷酮、长链季铵碱和聚天冬氨酸中的至少一种，所述步骤e中，烘干温度为110-150℃，烘干时间为2-2.5h。
对上述实施例中所制得的贱金属内电极材料的导电性和耐氧化性进行试验，其所得结果表示，本发明公开的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法，能够在保证电极材料具有良好的导电性能的同时，还具有较强的抗氧化能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述内电极材料由基材、包覆于基材外表面的涂覆料和贱金属纳米颗粒组成，贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，所述涂覆料层由多孔生物质炭材料和活性辅助溶剂混合而成；
所述基材采用压电单晶或压电薄膜中的一种，所述基材的厚度为1-500μm；
所述活性辅助溶剂为丁苯橡胶乳液与羟基苯磺酸、苯二磺酸或苯二磺酸盐中的一种或几种的混合。
2.根据权利要求1所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述多孔生物质炭材料的制备方法为：
①.取若干废弃水稻秸秆、将其表面洗干净并晾干，得到多孔生物质炭材料的原材料，备用；
②.将上述步骤中得到的原材料在惰性气体的保护下进行热解，并在热解后的材料中加入去离子水进行充分混合，得到混合溶液；
③.将混合溶液至于温度不低于110℃的烘干机中进行烘干，得到多孔碳粉末；
④.加工得到的多孔碳粉末进行冷却，置于盐酸溶液中浸泡2-3h，去除烘干，得到多孔生物质炭材料。
3.根据权利要求1所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述涂覆料的制备方法为：取活性辅助溶剂与洁净容器中，向其中加入所述多孔生物质炭材料进行混合，并加入有机溶剂，然后将混合后的溶液至于超声分散机中进行超声分散处理30min，即得到混合均匀的涂覆料。
4.根据权利要求3所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种，所述多孔生物质炭材料与活性辅助溶剂的料液比例为15-30g：100ml。
5.根据权利要求1所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述贱金属材料采用铜或镍中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料，其特征在于：所述贱金属纳米颗粒的粒径为50-500nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其特征在于：其具体制备步骤如下：
a、准备基材，制备涂覆料；
b、对基材表面进行清洗，保持基材表面的洁净程度；
c、将贱金属纳米颗粒放置于制备好的涂覆料中，加入助溶剂，并对其进行充分搅拌混合，使贱金属纳米颗粒充分均匀分布于涂覆料中，得到贱金属纳米颗粒涂覆料溶液；
d、将贱金属纳米颗粒涂覆料溶液均匀涂布在基材表面，保持其厚度不低于20μm，得到半成品；
e、将上述步骤中得到的半成品放置于真空干燥剂内进行干燥，即得所述多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料。
8.根据权利要求7所述的一种多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤c中的助溶剂采用柠檬酸铵、聚丙烯酸马来酸酐、丙三醇、聚马来酸酐、聚乙烯基吡咯烷酮、长链季铵碱和聚天冬氨酸中的至少一种，所述步骤e中，干燥温度为110-150℃，干燥时间为2-2.5h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110445231.3A CN113257990B (zh) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110445231.3A CN113257990B (zh) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113257990A CN113257990A (zh) | 2021-08-13 |
| CN113257990B true CN113257990B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=77222041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110445231.3A Active CN113257990B (zh) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113257990B (zh) |
Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004361460A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 銀塩光熱写真ドライイメージング材料及び画像形成方法 |
| JP2005050921A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | セラミック電子部品の製造方法 |
| CN1770511A (zh) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | 深圳市比克电池有限公司 | 含镍钴的多元金属氧化物的制备方法及对其进行表面包覆修饰的方法 |
| CN1801417A (zh) * | 2005-12-13 | 2006-07-12 | 清华大学 | 细晶贱金属内电极多层陶瓷片式电容器介质材料 |
| CN101373670A (zh) * | 2008-10-09 | 2009-02-25 | 彩虹集团公司 | 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法 |
| CN101719392A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-06-02 | 内蒙古大学 | 基于碳-铜复合填料的丝网印刷水性导电浆料的制备方法 |
| CN103050279A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 清华大学 | 一种多层陶瓷电容器用贱金属内电极材料及其制备方法 |
| CN103456493A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 三星电机株式会社 | 内电极导电浆料组合物和多层陶瓷电容器及其制备方法 |
| JP2014093142A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペースト、導電性ペーストの製造方法およびセラミック積層電子部品 |
| CN103881403A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-06-25 | 武汉理工大学 | 一种紫外阻隔固态沥青及其制备和应用 |
| CN105195751A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-30 | 南京理工大学 | 一种液相激光烧蚀法制备高纯抗氧化贱金属纳米颗粒的方法 |
| CN105788876A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-07-20 | 湘潭大学 | 一种制备生物质多孔氮掺杂碳材料的工艺以及超级电容器电极的制备方法 |
| CN207136364U (zh) * | 2017-04-27 | 2018-03-27 | 梁爱民 | 一种自发电智能控温鞋 |
| CN109243830A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-18 | 东南大学 | 一种自供电电致变色超级电容器 |
| PL426130A1 (pl) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Uniwersytet Jagielloński | Kompozyty otrzymywane z biomasy bakteryjnej do wytwarzania materiałów elektrodowych, składające się z nanocząstek elektroaktywnej fazy nieorganicznej rozproszonych w matrycy węglowej w formie układów 3D lub samoistnie osadzanych warstw 2D |
| CN110639592A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-03 | 浙江工业大学 | 一种硼、氮掺杂碳多孔纳米片负载过渡金属纳米颗粒材料催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111029168A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 东北电力大学 | 一种蛋清衍生生物质炭负载银纳米颗粒电极材料及其制备方法 |
| CN111346642A (zh) * | 2020-02-05 | 2020-06-30 | 临沂大学 | 高分散金属纳米颗粒/生物质碳复合电极材料及其制备方法与应用 |
| CN111362250A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-03 | 四川大学 | 高比电容超厚生物炭、生物炭单片电极及生物炭复合电极 |
| KR20200142475A (ko) * | 2019-06-12 | 2020-12-22 | 연세대학교 산학협력단 | 무기 나노입자 함유 다공성 탄소체 전극 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터 및 이의 제조방법 |
| CA3148500A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Form Energy, Inc. | Low cost metal electrodes |
| CN112345611A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-09 | 东莞理工学院 | 基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法及该复合材料的制备方法 |
| CN112563043A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 桃江县德聚人和中小企业公共服务平台有限公司 | 一种电容器用复合电极材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6964718B2 (en) * | 2000-11-16 | 2005-11-15 | The Penn State Research Foundation | Method of preparing multilayered piezoelectric ceramic material |
-
2021
- 2021-04-23 CN CN202110445231.3A patent/CN113257990B/zh active Active
Patent Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004361460A (ja) * | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 銀塩光熱写真ドライイメージング材料及び画像形成方法 |
| JP2005050921A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Kyocera Corp | セラミック電子部品の製造方法 |
| CN1770511A (zh) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | 深圳市比克电池有限公司 | 含镍钴的多元金属氧化物的制备方法及对其进行表面包覆修饰的方法 |
| CN1801417A (zh) * | 2005-12-13 | 2006-07-12 | 清华大学 | 细晶贱金属内电极多层陶瓷片式电容器介质材料 |
| CN101373670A (zh) * | 2008-10-09 | 2009-02-25 | 彩虹集团公司 | 一种太阳能电池的多孔铂电极的制备方法 |
| CN101719392A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-06-02 | 内蒙古大学 | 基于碳-铜复合填料的丝网印刷水性导电浆料的制备方法 |
| CN103050279A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 清华大学 | 一种多层陶瓷电容器用贱金属内电极材料及其制备方法 |
| CN103456493A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 三星电机株式会社 | 内电极导电浆料组合物和多层陶瓷电容器及其制备方法 |
| JP2014093142A (ja) * | 2012-11-01 | 2014-05-19 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペースト、導電性ペーストの製造方法およびセラミック積層電子部品 |
| CN103881403A (zh) * | 2014-03-18 | 2014-06-25 | 武汉理工大学 | 一种紫外阻隔固态沥青及其制备和应用 |
| CN105195751A (zh) * | 2015-10-16 | 2015-12-30 | 南京理工大学 | 一种液相激光烧蚀法制备高纯抗氧化贱金属纳米颗粒的方法 |
| CN105788876A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-07-20 | 湘潭大学 | 一种制备生物质多孔氮掺杂碳材料的工艺以及超级电容器电极的制备方法 |
| CN207136364U (zh) * | 2017-04-27 | 2018-03-27 | 梁爱民 | 一种自发电智能控温鞋 |
| PL426130A1 (pl) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Uniwersytet Jagielloński | Kompozyty otrzymywane z biomasy bakteryjnej do wytwarzania materiałów elektrodowych, składające się z nanocząstek elektroaktywnej fazy nieorganicznej rozproszonych w matrycy węglowej w formie układów 3D lub samoistnie osadzanych warstw 2D |
| CN109243830A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-18 | 东南大学 | 一种自供电电致变色超级电容器 |
| KR20200142475A (ko) * | 2019-06-12 | 2020-12-22 | 연세대학교 산학협력단 | 무기 나노입자 함유 다공성 탄소체 전극 및 이를 포함하는 슈퍼커패시터 및 이의 제조방법 |
| CA3148500A1 (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Form Energy, Inc. | Low cost metal electrodes |
| CN110639592A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-01-03 | 浙江工业大学 | 一种硼、氮掺杂碳多孔纳米片负载过渡金属纳米颗粒材料催化剂及其制备方法和应用 |
| CN111029168A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 东北电力大学 | 一种蛋清衍生生物质炭负载银纳米颗粒电极材料及其制备方法 |
| CN111346642A (zh) * | 2020-02-05 | 2020-06-30 | 临沂大学 | 高分散金属纳米颗粒/生物质碳复合电极材料及其制备方法与应用 |
| CN111362250A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-03 | 四川大学 | 高比电容超厚生物炭、生物炭单片电极及生物炭复合电极 |
| CN112345611A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-09 | 东莞理工学院 | 基于丝瓜络生物质炭复合材料的电化学传感器的制备方法及该复合材料的制备方法 |
| CN112563043A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 桃江县德聚人和中小企业公共服务平台有限公司 | 一种电容器用复合电极材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Activated nanoporous carbon–gold nanoparticle composite electrode with enhanced volumetric capacitance";David Avila-Brande et al.;《RSC Advances》(第第5期期);86292-86290 * |
| 超级电容器百篇论文点评(2016.3.1―2016.9.30);郑超;李林艳;于学文;杨斌;陈雪丹;黄益;刘秋香;周洲;吴奕环;顾应展;陈宽;袁峻;乔志军;傅冠生;阮殿波;;储能科学与技术(第06期) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113257990A (zh) | 2021-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112876712B (zh) | 一种MXene基柔性聚乙烯醇电磁屏蔽复合薄膜及制备方法 | |
| KR101609028B1 (ko) | 전기접점재료 및 이의 제조방법 | |
| KR101303324B1 (ko) | 전도성이 우수한 팽창 흑연 및 이의 제조 방법 | |
| Chu et al. | Fabrication of sintering-free flexible copper nanowire/polymer composite transparent electrodes with enhanced chemical and mechanical stability | |
| Han et al. | Efficient microwave absorption with Vn+ 1CnTx MXenes | |
| TW201114860A (en) | Method for manufacturing of conductive metal thin film using carboxylic acid | |
| Liu et al. | Pressureless sintering bonding using hybrid microscale Cu particle paste on ENIG, pure Cu and pre-oxidized Cu substrate by an oxidation–reduction process | |
| JP2014005538A (ja) | 酸化亜鉛系スパッタリングターゲット、その製造方法、およびこれを通じて蒸着された遮断膜を有する薄膜トランジスタ | |
| CN109971020B (zh) | 一种功能纳米纤维素-氮化硼复合薄膜及其制备方法 | |
| CN109852835B (zh) | 一种石墨烯/铜纳米复合材料的制备方法 | |
| CN109705500B (zh) | 一种复合介电薄膜及其制备方法 | |
| KR101341508B1 (ko) | 코어-셀 구조의 투명 도전성 나노 입자 및 이를 포함하는 잉크 | |
| CN113257990B (zh) | 多层压电陶瓷执行器用贱金属内电极材料及其制备方法 | |
| CN107910128B (zh) | 一种氧化石墨烯自组装复合银纳米线改善柔性器件机械性能的方法 | |
| TWI383950B (zh) | 奈米點狀材料的形成方法 | |
| CN103050279B (zh) | 一种多层陶瓷电容器用贱金属内电极材料及其制备方法 | |
| Thakur et al. | Nickel-based inks for inkjet printing: a review on latest trends | |
| CN113020588A (zh) | 一种氧化石墨烯掺杂钨-铜核壳结构材料的制备方法 | |
| Huang et al. | Rapid sintering of copper nanopaste by pulse current for power electronics packaging | |
| CN113953525B (zh) | 一种大尺寸功率半导体集成电路封装互连用纳米线银膜的制备方法 | |
| CN115418028A (zh) | 一种改性钛酸钡纳米线及其高介电复合材料的制备方法 | |
| CN101037329A (zh) | 一种渗流型Ag－PbTiO3复合陶瓷薄膜及其制备方法 | |
| KR101738505B1 (ko) | 은-카본계 복합물질 및 그 제조방법 | |
| Yokoyama et al. | Formation of closely packed Cu nanoparticle films by capillary immersion force for preparing low-resistivity Cu films at low temperature | |
| CN113299570A (zh) | 一种用于半导体封装的固晶材料制备方法及芯片封装方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |