CN1206700A - 烧结压电陶瓷、压电陶瓷器件、及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种烧结压电陶瓷,它耐极化时的高电压而不发生电介质击穿,并且具有优良的耐湿性。同时烧成多个陶瓷时,可防止它们熔融或结合在一起。生产陶瓷的成本也下降了。所述烧结压电陶瓷含有分散在压电陶瓷颗粒中的粒状或聚结的氧化锆颗粒,其中压电陶瓷颗粒的平均粒径小于氧化锆颗粒的平均粒径。

Description

烧结压电陶瓷、压电陶瓷器件、   及其制备方法
本发明涉及一种烧结压电陶瓷，及其生产方法，还涉及压电陶瓷器件。
通过在烧结的压电陶瓷(以下简称烧结陶瓷)上形成电极而生产出的压电陶瓷器件，已经被用于陶瓷滤波器、扬声器、超声波振荡器等中。一般，压电陶瓷器件被直流电压所极化，从而使它们的极化按相同方向取向。为了提高器件的极化程度，在器件上施加高电压，因而要求器件能耐极化所需的高电压并且不会发生电介质击穿。
因为压电陶瓷器件常常在苛刻的条件下使用，因此要求烧结陶瓷具有优良的耐候性，尤其是优良的耐湿性。
烧结陶瓷是这样获得的：先煅烧压电陶瓷，然后将其与粘合剂混合，使形成的混合物粒化，模制形成的粒状颗粒，然后烧结(firing)成型物。一般，成型物被堆放在炉中，以便尽可能多地被烧结。但是，这样会有堆放的模型在高温下熔融从而结合在一起的问题。
为了解决这一问题，已提出了下列方法。
如图4所示，在堆放的成型物23之间放置颗粒25。颗粒包括氧化锆、氧化铝等。首先，将粉末25铺撒在支承体上(未标出)。然后在上面放置一成型物23。接着，在该成型物23的上表面上再铺上粉末25，然后再在上面一个接一个地叠放其他的成型物，并在成型物之间用粉末25隔开。
另一方法如图5所示，并可参考日本专利公开(JP-B)Hei-3-2831。将粗颗粒23a分散在各成型物23中，其中该粗颗粒具有与成型物23相同的组成但是具有更大的平均粒径，从而防止成型物23相互粘合在一起。这被称为粗颗粒混合法。可将成型物23堆放起来而不必在其中间放置粉末。
在上述方法中，成堆的成型物23被烧结，然后再将它们分成单个的烧结成型物23。
然而，用传统方法生产出的烧结陶瓷不能充分满足市场上最近的要求，即需要压电陶瓷具有更好的性能(包括耐湿性)并且应当更便宜。
此外，传统方法有下列问题：
1．需要额外步骤将粉末从烧结好的成型物上去除。
2．烧结后的成型物仍有少量的粉末25。
3．难以均匀地将粉末25铺撒在相邻的成型物23之间。这造成了成型物23的大翘曲。因此，需要再加热烧结后的成型物以消除翘曲现象。
粗颗粒混合法在下列方面也有问题：
1．因为粗颗粒23a的组成与成型物23相同，所以即使在较低的烧成(firing)温度下仍有一些数量的颗粒与成型物23结合。
2．在高烧成温度下，大多数颗粒与成型物23结合。
3．必须在额外步骤中制备粗颗粒23a。此外，对于不同的压电陶瓷组合物，需要制备不同类型的粗颗粒。因此，使用这种粗颗粒的方法是昂贵的。
本发明的一个目的是提供一种烧结的压电陶瓷，它耐极化时的高电压并不会发生电介质击穿，而且具有优良的耐湿性；还提供一种生产它们的方法。尽管是通过焙烧成堆的压电陶瓷坯料而生产出的，本发明的烧结压电陶瓷可防止相互结合，并且其生产成本低。
本发明的第一个方面是提供一种烧结压电陶瓷，它含有分散在压电陶瓷颗粒中的粒状或聚结(agglomerate)的氧化锆颗粒，其中压电陶瓷颗粒的平均粒径小于氧化锆颗粒的平均粒径。
本发明的第二个方面是提供一种烧结压电陶瓷，它包含压电陶瓷颗粒主组份和氧化锆颗粒副组份，其中氧化锆颗粒的平均粒径大于压电陶瓷颗粒的平均粒径。
具有上述结构时，因为在陶瓷表面层附近存在氧化锆颗粒，所以可防止烧结的压电陶瓷熔融和结合在一起。此外，该陶瓷具有良好的耐极化高电压性而不会发生电介质击穿，而且具有优良的耐湿性。
在上述的烧结陶瓷中，压电陶瓷颗粒的平均粒径宜为0．5-9．0微米，而氧化锆颗粒的平均粒径宜为10-30微米。这是本发明的第三方面。
如上限定粒径，可以确保本发明的烧结陶瓷不结合，同时又保证烧结陶瓷有光滑表面。此处所述的表面光滑度是指，烧结陶瓷的表面是如此光滑，以致于可以毫无难度地在上面形成电极，并且烧结陶瓷对层压它们的压力有良好的耐受性。
在上述的烧结陶瓷中，氧化锆颗粒的数量宜为压电陶瓷颗粒重量的0．1-3．0％。这是本发明的第四个方面。
在此方面，当烧结陶瓷中氧化锆颗粒的数量如上所述时，用烧结陶瓷形成的成型物具有良好的耐极化高电压性而不会发生电介质击穿，而且具有更佳的耐湿性。
本发明的具有所述结构的烧结压电陶瓷，具有良好的耐极化高电压性而不会发生电介质击穿，而且具有优良的耐湿性。此外，可防止它们熔融和结合在一起。
本发明的第五方面是一种压电陶瓷器件，它是在本发明第一至第四方面中任一种烧结压电陶瓷的两个主表面上形成电极而制得的。
因为其中使用了上述的烧结压电陶瓷，所以该压电陶瓷器件很耐极化时的高电压而不会发生电介质击穿，而且具有优良的耐湿性。
本发明的第六个方面是一种单片(monolithic)压电陶瓷器件，它含有：多层本发明第一至第四方面中任一种烧结压电陶瓷、多层被层压在相邻烧结压电陶瓷层之间的内电极层、以及与内电极的暴露表面相连的外电极。
具有上述结构时，该单片器件在被焙烧成烧结单片器件时，可防止熔融和结合在一起。此外，单片器件很耐极化时的高电压而不会发生电介质击穿，而且具有优良的耐湿性。
本发明的第七方面是一种生产烧结压电陶瓷的方法，它包括以下步骤：(1)混合用于形成压电陶瓷的粉末状材料，从而形成粉末状混合物，(2)煅烧混合物从而获得煅烧体，(3)将煅烧体研磨成碎粉末，(4)将该粉末与粘合剂混合，从而获得含粘合剂的混合物，(5)将混合物模制成型，和(6)将该成型物烧成为烧结成型物，其特征在于，在获得煅烧体之后但获得成型物之前，将颗粒状或聚结的氧化锆颗粒加至陶瓷中，其中氧化锆颗粒的平均粒径大于构成烧结体的颗粒的平均粒径。
本发明的第八方面是一种生产烧结压电陶瓷的方法，它包括以下步骤：(1)混合用于形成压电陶瓷的粉末状材料，从而形成粉末状混合物，(2)煅烧混合物从而获得煅烧体，(3)将煅烧体研磨成碎粉末，(4)将该粉末与粘合剂混合，从而获得含粘合剂的混合物，(5)将含粘合剂的混合物粒化成料粒(pellet)，(6)将料粒模制成模型，和(7)将该成型物烧成为烧结成型物，其特征在于，在获得煅烧体之后但获得成型物之前，将颗粒状或聚结的氧化锆颗粒加至陶瓷中，其中氧化锆颗粒的平均粒径大于构成烧结体的颗粒的平均粒径。
在这些将颗粒状或聚结的氧化锆颗粒加至陶瓷成型物的方法中，可防止烧结陶瓷在烧成时熔融或结合在一起。
在上述生产烧结压电陶瓷的方法中，氧化锆颗粒优选地被加至煅烧体的碎粉末中。这就是本发明的第九方面。
在这些方法中，还优选的是：在制备含粘合剂的混合物的步骤中同时将氧化锆颗粒加至陶瓷中，或者在制备含粘合剂的混合物的步骤之后加入氧化锆。这就是本发明的第十方面。
在这些方法中，还优选的是：在制备料粒的步骤之后将氧化锆颗粒加至陶瓷中。这就是本发明的第十一方面。
在上述任一步骤中将氧化锆颗粒加至陶瓷中，可确保烧结陶瓷在烧成陶瓷的步骤中不发生结合。
在生产烧结压电陶瓷的方法中，烧结陶瓷颗粒的平均粒径宜为0．5-9．0微米，而加入的氧化锆颗粒的平均粒径宜为10-30微米。这是本发明的第十二方面。
如上限定粒径，可以确保本发明的烧结陶瓷不结合，同时又保证烧结陶瓷有光滑表面。
在这些方法中，加入的氧化锆颗粒的数量宜为陶瓷颗粒重量的0．1-3．0％。这是本发明的第十三个方面。
在此方面，当加入的氧化锆颗粒的数量如上所述时，能更有效地防止烧结陶瓷在烧成步骤中熔融和结合在一起，而且可防止烧结陶瓷的压电性能下降。
在上述方法中，将氧化锆颗粒分散在压电陶瓷颗粒中，从而防止烧结陶瓷在烧成步骤中熔融和结合在一起。
图1是部分切开后的、使用本发明烧结压电陶瓷的压电陶瓷器件的透视图。
图2是显示待烧成的本发明压电陶瓷的层压情况的剖面图。
图3是部分切开的、本发明一种单片压电陶瓷器件的透视图。
图4是显示待烧成的传统压电陶瓷的层压情况的剖面图。
图5是显示待烧成的传统压电陶瓷的另一种层压情况的剖面图。
在这些附图中，1是烧结压电陶瓷，2是PZT(压电陶瓷)，3是模制的圆盘，5是氧化锆，7是银电极，9是压电陶瓷器件，10是单片压电陶瓷器件，11是单片烧结体，12是内电极，而13是外电极。
用于生产本发明烧结压电陶瓷的压电陶瓷，在其组成或其他方面并没有特别限制。任一种和每一种压电陶瓷都可用于此处。例如，具体提及的有：单组份体系如BaTiO3、PbTiO3、KxWO3、PbNb2O6等；双组份体系如PbTiO3-PbZrO3、PbTiO3-Pb(Mg1／3Nb2／3)O3等；和三组份体系如PbTiO3-PbZrO3-Pb(Mg1／3Nb2／3)O3、PbTiO3-PbZrO3-Pb(Co1／3Nb2／3)O3等。可用于本发明的复合氧化物和化合物的具体例子示于下表1。用Ba、Sr、Ca等中任一种部分替换Pb，或者用Sn、Hf等部分替换Ti而获得的表1所示物质的衍生物，也可使用。
表1
    复合氧化物的例子     化合物的例子
钙钛矿型 A2+B4+O3 A:Pb,Ba,Ca,Sr,Cd等B:Sn,Hf等
A1+B5+O3 A:Ll,Na,K,Ag等B:Nb,Ta等
钙钛矿结构的复合物 A2+(B2+ 1/3B5+ 2/3)O3 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,Pb(Mg1/3Ta2/3)O3Pb(Ni1/3Nb2/3)O3,Pb(Mn1/3Ta2/3)O3Pb(Mn1/3Sb2/3)O3,Pb(Zn1/3Nb2/3)O3Pb(Zn1/3Ta2/3)O3,Pb(Mn1/3Nb2/3)O3Pb(Co1/3Sb2/3)O3,Pb(Zn1/3Nb2/3)O3Pb(Co1/3Nb2/3)O3,Pb(Fe1/3Sb2/3)O3Pb(Fe1/3Nb2/3)O3,Pb(Mn1/3Bi2/3)O3等
A2+(B3+ 1/2B5+ 1/2)O3 Pb(Fe1/2Nb1/2)O3,Pb(Sc1/2Ta1/2)O3Pb(Y1/2Nb1/2)O3,Pb(Mn1/2Sb1/2)O3Pb(In1/2Nb1/2)O3,Pb(Mn1/2Sb1/2)O3Pb(Mn1/2Nb1/2)O3，等
A2+(B2+ 1/2B6+ 1/2)O3 Pb(Cd1/2W1/2)O3,Pb(Mg1/2W1/2)O3Pb(Co1/2W1/2)O3,Pb(Ni1/2W1/2)O3Pb(Mn1/2W1/2)O3,Pb(Ca1/2W1/2)O3等
A2+(B3+ 2/3B6+ 1/3)O3 Pb(Fe2/3W1/3)O3,Pb(Mn2/3W1/3)O3等
A3+(B2+ 1/2B4+ 1/2)O3 La(Mg1/2Ti1/2)O3,Nd(Mg1/2Ti1/2)O3等
(A1+ 1/2A3+ 1/2)B4+O3 (K1/2La1/2)TiO3,(Na1/2Bi1/2)TiO3等
A2+(B1+ 1/4B5+ 3/4)O3 Pb(Li1/4Nb3/4)O3,Pb(Cu1/4Nb3/4)O3Pb(Li1/4Sb3/4)O3等
羟锰矿(Pyrochroite)结构的复合物 A2B2O7 A:Ba,Ca,Sr,Cd,La,Nd,Pb等B:Ta,Nb,Ti等
叶状结构(phyllo-structured)的铋复合物 Bi2Ax-1BxO3x+3 A:Ba,Ca,Sr,Cd,La,Nd,Pb等B:Ta,Nb,Ti等
钨青铜型复合物 AxB2O6 A:Pb,Ba,Sr等B:Nb,Ta等
较佳地，被烧结的压电陶瓷颗粒其平均粒径小于待加入的氧化锆颗粒，更佳地其平均粒径为0．5-9．0微米。
加入到压电陶瓷中的颗粒状或聚结的氧化锆颗粒，起着防止烧结陶瓷相互熔融和结合在一起的作用。加入的氧化锆颗粒数量和粒径并没有特别限制，只要氧化锆颗粒的平均粒径大于压电陶瓷颗粒的平均粒径。然而，考虑到结合程度、外观和烧结陶瓷的电学性能，氧化锆颗粒的数量宜为0．1-3．0％(重量)，而且其平均粒径宜为10-30微米。用于本发明的氧化锆并不仅限于ZrO2，还包括用稳定剂如Y2O3、MgO、CaO等稳定的形式。此处所用的氧化锆数量是指在烧结压电陶瓷中氧化锆与PZT之比。
本发明的单片压电陶瓷器件应含有多层烧结压电陶瓷，以及交替地被层压的内电极层。然而，形成的内电极形式以及将外电极连于器件的形式并没有特别限制。
在本发明生产烧结压电陶瓷的方法中，形成料粒的步骤可以通过喷射粒化法而完成，但是并没有特别规定。在该方法中，成型的步骤可用模压成型或挤出成型法完成。后一种挤出成型法并不需要粒化步骤。
如本文所用，词语颗粒状或聚结的颗粒并不用于具体限定颗粒的大小，而是用于说明单个或多个结合的颗粒的各自情况。至于颗粒的形状，颗粒并不仅限于接近球形的种类。
在生产本发明烧结压电陶瓷的方法中，向压电陶瓷颗粒中加入颗粒状或聚结的氧化锆颗粒的步骤，宜在煅烧压电陶瓷颗粒步骤之后，但在成型之前。加入氧化锆的步骤中，词语“加入”包括混合氧化锆颗粒和压电陶瓷颗粒并加以搅拌，从而将氧化锆颗粒加至压电陶瓷颗粒中。与此不同，如果需要，可以将氧化锆颗粒加至煅烧后的陶瓷，然后研磨并搅拌。
现在，结合下列实施例更详细地阐述本发明。但是，这些实施例并不用于限制本发明范围。
实施例1
图1是部分切开的、含有本发明烧结压电陶瓷的压电陶瓷器件的透视图。
图1中所示的、本发明压电陶瓷器件9是用下述方法生产的。
首先，在球磨机中混合压电陶瓷原料TiO2、ZrO2(氧化锆)和PbO。接着，形成的混合物在800-1000℃之间温度下煅烧，然后在冲击式研磨机中研磨，从而获得研磨粉末。
然后，将氧化锆ZrO2加入粉末以形成混合粉末。向其中加入起固化作用的聚乙烯醇粘合剂，并搅拌形成含粘合剂的混合物。接着，通过喷射干燥法而使搅拌后的混合物粒化，形成料粒。
将形成的料粒模压成圆盘状成型物。接着，将成型物如图2那样层叠在一起，并在1000-1300℃之间的温度下进行焙烧一段预定时间，然后将它们分成单个圆盘。这样便获得了烧结圆盘1。
接着，通过焙烧将银电极7附着于烧结盘1的两个主表面上。随后施加直流电压以进行极化。这样就获得了直径为10毫米，厚度为1毫米的圆盘形的压电陶瓷器件9。在图1和图2中，2是PZT，而5是ZrO2。
检查此处获得的烧结圆盘的结合程度。此外，还观察这些圆盘的翘曲程度，并测量含烧结圆盘的压电陶瓷器件9的电学性能。获得的数据示于下表2中。表2中的对比样品包括一对比的烧结压电陶瓷，它在压电陶瓷基质中不含颗粒状或聚结的氧化锆颗粒而且是用常规方法生产的。测试样品如下评估其结合程度：没有结合的样品记为“O”；部分结合但可被分开的样品记为“Δ”；不能被分开的样品记为“X”。在表2中，标有“*”的样品在本发明范围之外。表2
样品编号 ZrO2加入量(粒径：20微米)(重量％) 结合程度 翘曲(微米) 极化的击穿电压(kV) 在耐湿性测试1000小时后的变化
    fr(％)     K(％)     Cx(％)
   *12345678     00.10.30.51234 ×△△○○○○○     481011118121922     6.06.26.87.07.57.67.05.2     -0.42-0.31-0.20-0.090.030.120.290.57     2.011.581.130.750.580.320.12-0.54     1.370.980.440.290.03-0.58-0.89-1.98
对比实施例     0 ○     72     6.1     -0.40     1.97     1.31
此外，还测量每个样品的极化击穿电压，以及每个样品在耐湿性测试之后电学性能的变化。极化击穿电压是指将逐渐增大的直流电压施加于每个样品时，电介质被击穿时的电压。为了测定每个样品电学性能的变化，样品在85℃和85％相对湿度下进行耐湿性测试1000小时。在测试后24小时，测量每个样品的共振频率fr、机电耦合系数kp和介电常数Cx，根据这些数据，获得相对于未经耐湿性测试的样品的数据而言的性能变化。变化接近于0％的样品是更佳的。
根据表2的测试数据，在下面说明限定氧化锆加入数量(如权利要求4)的原因。
将氧化锆ZrO2的加入量限定为不小于1％(重量)的原因是，如果象1号样品那样数量为0％(重量)的话，烧结陶瓷会不利地熔融和结合在一起。
将氧化锆ZrO2的加入量限定为不大于3．0％(重量)的原因是，如果象8号样品那样数量为4．0％(重量)的话，尽管烧结陶瓷并不熔融或结合在一起并能实现本发明目的，但是陶瓷器件的极化击穿电压会不利地很低。
实施例2
在改变PZT和ZrO2的平均粒径的情况下，监测实施例1中获得的烧结圆盘1(其中加入2％(重量)ZrO2)，并检查各样品的结合程度和测量各样品的表面光滑度。获得的数据示于下表3中。此处的测试样品如下评估其结合程度：没有结合的样品记为“O”；部分结合但可被分开的样品记为“Δ”；不能被分开的样品记为“X”。至于表面光滑度，表面光滑度优于常规的烧结陶瓷的样品记为“O”；表面光滑度劣于常规的烧结陶瓷的样品记为“X”。在表3中，标有“*”的样品在本发明范围之外。表3
样品编号 PZT的粒径（微米） ZrO2的粒径（加入量：2wt％）（微米） 结合程度 表面光滑度
1011121314151617*181920 222220.5912151515 510203050202020102030 △○○○○○○△×△△ ○○○○×○○○○○○
根据表3的测试数据，在下面说明限定PZT平均粒径和氧化锆平均粒径(如权利要求1和3)的原因。
将PZT平均粒径限定为小于氧化锆的平均粒径的原因是，如果象18号样品那样，当PZT的平均粒径大于ZrO2，烧结陶瓷会不利地熔融和结合在一起。
将PZT平均粒径限定为不小于0．5微米的原因是，如果PZT平均粒径小于0．5微米，那么将ZrO2加入这种PZT中就不能有效地改善陶瓷的压电性能。
将PZT平均粒径限定为不大于9．0微米的原因是，如果PZT平均粒径大于10微米(如第17、19和20号样品那样)，那么烧结陶瓷会发生某种程度的融合和结合(尽管在可接受范围内)，因而是不利的。
将氧化锆平均粒径限定为不小于10微米的原因是，如果ZrO2平均粒径为5微米(如第10号样品那样)，那么烧结陶瓷会发生某种程度的熔融和结合(尽管在可接受范围内)，因而是不利的。
将氧化锆平均粒径限定为不大于30微米的原因是，如果氧化锆平均粒径为40微米(如第14号样品那样)，那么尽管烧结陶瓷并不熔融和结合在一起并实现本发明目的，但是烧结陶瓷的表面光滑度较差。
实施例3
监测实施例1中获得的烧结圆盘1，其中向PZT中加有2％(重量)平均粒径为20微米的ZrO2。改变添加ZrO2步骤的时间，并检查烧结陶瓷的结合程度，测量获得的各陶瓷器件的机电耦合系数。在这些样品之外，还通过挤出成型法模制煅烧粉末而制备另一样品，并用与上述相同方式进行监测并测量样品机电耦合系数。获得的数据示于表4中。其中，没有结合的样品记为“O”；结合到不能分开的样品记为“X”。表4
样品编号 加入氧化锆的时间（氧化锆粒：20微米，氧化锆数量：2％（重量）） 结合程度 机电耦合系数（在扩散方向上的共振），k（％）
*30313233 煅烧之前在煅烧之后和研磨之前在研磨之后和喷射粒化之前在喷射粒化之后和模制之前 ×○○○ 58.267.067.467.5
34 在研磨之后和挤出成型之前 ○ 68.0
根据表4的测试数据，在下面说明限定氧化锆添加时间(如权利要求7和8)的原因。
将氧化锆添加步骤限定在煅烧压电陶瓷之后的原因是，如果在煅烧压电陶瓷之前加入ZrO2(如第30号样品那样)，那么是不利的，因为烧结陶瓷会熔融和结合在一起，而且所获得器件的机电耦合系数下降了。
尽管在表4中没有有关数据加以支持，但是将氧化锆添加步骤限定在模制压电陶瓷之前的原因是，氧化锆可以被加至压电陶瓷但是却不能分散在陶瓷中。
如第34号样品，尽管压电陶瓷料粒(pellet)是用挤出成型法模制的，而且在陶瓷被煅烧和研磨之后并在被模制之前将ZrO2加至陶瓷，但是已证实，烧结陶瓷并没有熔融或结合在一起。
实施例4
如图3所示，本发明的单片压电陶瓷器件10用下列方式制造。在图3中，单虚线表示内电极的位置，而双点虚线表示形成外电极的位置。
首先，在球磨机中混合压电陶瓷原料TiO2、ZrO2(氧化锆)和PbO。接着，形成的混合物在800-1000℃之间温度下煅烧，然后在冲击式研磨机中研磨，从而获得研磨粉末。
然后，将氧化锆ZrO2加入上述粉末以形成混合粉末。向其中加入起固化作用的聚乙酸乙烯酯粘合剂，并搅拌形成含粘合剂的混合物。接着，用拉引型模压机模制含粘合剂的混合物，从而形成厚度为20-100微米的生陶瓷片。一些生陶瓷片，每个都用含Ag-Pb的内电极糊剂进行丝网印刷(screen-print)，并交替地被层压成层压板。形成的材料在1000-1500℃之间的温度下空气中进行焙烧一段预定时间，获得烧结的单片体，它由烧结压电陶瓷1和内电极12构成。接着，如图3所示，将绝缘剂14涂在烧结单片体11的每个内电极12的暴露区域，使试剂14交替地覆盖沿宽度方向上两端处每个内电极12的暴露区域。然后与单片体11的长度方向平行地，将两行含Ag的外电极糊剂涂在烧结单片体11上。在800-900℃之间的温度下焙烧一段预定时间，从而在上面形成外电极13。这样就获得了单片压电陶瓷器件10。
在上述的实施例1-4中将PZT用作压电陶瓷，然而并不限于此。在本发明烧结陶瓷的生产中，任何其他种类的压电陶瓷如PT(钛酸铅)陶瓷和BT(钛酸钡)陶瓷也可使用，而不会影响本发明器件的性能。
如上详细所述的那样，本发明的烧结压电陶瓷和生产方法的优点是：陶瓷更耐极化高电压而不发生电介质击穿，具有优良的耐湿性，而且可防止在焙烧步骤中熔融和结合在一起。此外，陶瓷的生产成本下降了。
此外，本发明的含有上述烧结压电陶瓷的压电陶瓷器件和单片压电陶瓷器件的优点是：更耐极化高电压而不发生电介质击穿，并且具有优良的耐湿性。此外，在生产单片压电陶瓷器件中，可防止层叠烧结陶瓷发生熔融和结合。
尽管本发明是结合具体实施例详细描述的，但是很明显，本领域技术人员可在本发明精神和范围内作出各种改变或变动。

Claims (13)

1．一种烧结压电陶瓷，它含有分散在压电陶瓷颗粒中的粒状或聚结的氧化锆颗粒，其特征在于，压电陶瓷颗粒的平均粒径小于氧化锆颗粒的平均粒径。
2．一种烧结压电陶瓷，它含有压电陶瓷颗粒主组份和氧化锆颗粒副组份，其特征在于，氧化锆颗粒的平均粒径大于压电陶瓷颗粒的平均粒径。
3．如权利要求1所述的烧结压电陶瓷，其特征在于，压电陶瓷颗粒的平均粒径为0．5-9．0微米，而氧化锆颗粒的平均粒径为10-30微米。
4．如权利要求1-3中任一权利要求所述的烧结压电陶瓷，其特征在于，氧化锆颗粒的数量为压电陶瓷颗粒重量的0．1-3．0％。
5．一种压电陶瓷器件，其特征在于，它是通过在权利要求1-4所述的任一种烧结压电陶瓷的两个主表面上形成电极而生产出的。
6．一种单片压电陶瓷器件，其特征在于，它含有：多层权利要求1-4中任一所述的烧结压电陶瓷、多层被层压在相邻烧结压电陶瓷层之间的内电极层、以及与内电极的暴露表面相连的外电极。
7．一种生产烧结压电陶瓷的方法，它包括以下步骤：
混合用于形成压电陶瓷的粉末状材料，从而形成粉末状混合物，
煅烧上述混合物从而获得煅烧体，
将煅烧体研磨成碎粉末，
将该粉末与粘合剂混合，获得含粘合剂的混合物，
将该混合物模制成型，和
将该成型物烧成为烧结成型物，
其特征在于，在获得煅烧体之后但获得成型物之前，将颗粒状或聚结的氧化锆颗粒加至陶瓷中，其中氧化锆颗粒的平均粒径大于构成烧结体的颗粒的平均粒径。
8．一种生产烧结压电陶瓷的方法，它包括以下步骤：
混合用于形成压电陶瓷的粉末状材料，从而形成粉末状混合物，
煅烧上述混合物从而获得煅烧体，
将煅烧体研磨成碎粉末，
将该粉末与粘合剂混合，从而获得含粘合剂的混合物，
将含粘合剂的混合物粒化成料粒，
将料粒模制成型，和
将该成型物烧成为烧结成型物，
其特征在于，在获得煅烧体之后但获得成型物之前，将颗粒状或聚结的氧化锆颗粒加至陶瓷中，其中氧化锆颗粒的平均粒径大于构成烧结体的颗粒的平均粒径。
9．如权利要求7所述的生产烧结压电陶瓷的方法，其特征在于，氧化锆颗粒被加至煅烧体的碎粉末中。
10．如权利要求7所述的生产烧结压电陶瓷的方法，其特征在于，在制备含粘合剂的混合物的步骤中同时将氧化锆颗粒加至陶瓷中，或者在制备含粘合剂的混合物的步骤之后加入氧化锆。
11．如权利要求8所述的生产烧结压电陶瓷的方法，其特征在于，在制备料粒的步骤之后将氧化锆颗粒加至陶瓷中。
12．如权利要求7-11中任一所述的生产烧结压电陶瓷的方法，其特征在于，压电陶瓷颗粒的平均粒径为0．5-9．0微米，而加入的氧化锆颗粒的平均粒径为10-30微米。
13．如权利要求7-12中任一所述的生产烧结压电陶瓷的方法，其特征在于，加入的氧化锆颗粒的数量为压电陶瓷颗粒重量的0．1-3．0％。
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