CN1237799A - 压电陶瓷以及制备该压电陶瓷元件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压电陶瓷以及制备该压电陶瓷元件的方法，该方法包括下述步骤：(1)混合各个组分以形成至少包含Pb、Zr、Ti、Cr和Nb的氧化物的混合物；(2)煅烧上述的混合物以得到煅烧产物；(3)粉碎上述的煅烧产物并加入以CuO计为0.05—3.0%重量的Cu组分，形成了含Cu组分的混合物；(4)向上述的含Cu组分的混合物中加入粘结剂以形成含粘结剂的混合物；(5)模压上述的含粘结剂的混合物以产生模压产物；(6)在1100℃或1100℃以下烧制上述的模压产物以产生烧结的产物；(7)在烧结产物的表面上形成电极，该烧结产物包括由下式表示的主要组分：Pba[(CrxNb(1－x))yZr(1－b－y)Tib]O3
Description
本发明涉及压电陶瓷以及制备该压电陶瓷元件的方法。更具体的是涉及叠片压电陶瓷元件的制备方法。
传统的含有Pb、Zr、Ti、Cr、Nb和O的压电陶瓷材料包括以通式Pb(CrNb)O3-PbZrO3-PbTiO3d表示的三元陶瓷材料和含有该三元陶瓷材料和少量的各种添加剂的材料，例如日本专利公告No.51-28358和日本专利申请公开No.8-34667所揭示的压电材料，这些材料具有优良的压电特性和加工性能，并且可以大规模生产。因此这种材料广泛用于制备激励器、过泸器、换能器、或传感器之类的压电元件。
近年来，已发展了多种使用叠片压电陶瓷元件的压电装置，其中压电陶瓷层和内部电极层交替地叠层在一起。虽然这种叠片式的压电陶瓷元件是小的，并且在施加一个小的电场时能有利地产生一个大的位移，但是在制造压电元件时，内部的电极层和压电陶瓷层的坯片必须要共烧结。因此，由于烧结温度为1200℃或更高，可以与这种压电材料共烧结的内部电极材料被限制为铂之类的昂贵材料。为了降低烧结温度，加入过量的PbO或SiO2之类的玻璃成分作为烧结助剂。
但是，这种传统的压电陶瓷元件的制造方法有许多缺点。
主要是，当烧结压电材料的烧成温度为1200℃或更高时，压电材料中所存在的Pb的蒸发会剧烈地增加。在这种情况下就不能实现稳定的压电性能。
此外，为了使压电材料和内电极层在1200℃或更低的温度共烧结，当加入诸如SiO2之类的玻璃成分作为烧结助剂时，烧结温度可以降低约500℃，但是烧结产品的压电性能变坏。尤其是，这样制得的产品不能使用在例如激励器之类的必须有大的压电性能参数值的压电装置中。
本发明是为了解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种制备压电陶瓷元件的方法，在该方法中阻止了包含在压电材料中的Pb的蒸发，该方法并且可以使用非贵重金属作为电极材料而基本上不会使其压电性能变坏。
本发明的另一个目的是提供一种适合于制备叠片式压电陶瓷元件的类似方法。
本发明的再一个目的是提供一种具有优良压电性能的压电陶瓷。
因此，本发明的第一方面是提供一种制备压电陶瓷元件的方法，它包括下述步骤：
(1)混合各个组分以形成至少包含Pb、Zr、Ti、Cr和Nb的氧化物的混合
物；
(2)煅烧上述的混合物以得到煅烧产物；
(3)粉碎上述的煅烧产物并加入按CuO计0.05-3.0％(重量)的Cu组分，形成
了含Cu组分的混合物；
(4)向上述的含Cu组分的混合物中加入粘结剂以形成含粘结剂的混合物；
(5)模压上述的含粘结剂的混合物以产生模压产物；
(6)在1100℃或1100℃以下烧制上述的模压产物以产生烧结产物；
(7)在烧结产物的表面上形成电极，该烧结产物包括由下式表示的主要组分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12,Cu作为辅助成分，其含量以CuO计为0.05-3.0％(重量)。
按照上述方法生产压电陶瓷元件，可以降低其烧结温度。因此，可以抑制烧制期间在压电材料中所包括的Pb的蒸发，从而提供了稳定的压电特性。并且可以得到具有大的压电特性参数值(例如高的压电d常数和高电气机械耦合系数)的压电陶瓷元件。
本发明的第二方面是提供一种包括下述步骤的制备压电陶瓷元件的方法：
(1)混合各组分以形成至少含有Pb、Zr、Ti、Cr和Nb的氧化物的混合物；
(2)煅烧上述的混合物以得到煅烧产物；
(3)粉碎上述的煅烧产物并且加入按照CuO计0.05-3.0％(重量)的Cu组分，
以形成含Cu组分的混合物；
(4)向上述的含Cu组分的混合物中加入粘结剂以形成含粘结剂的混合物；
(5)模压上述的含粘结剂的混合物以产生陶瓷坯片；
(6)将上述的陶瓷坯片和内电极层交替地层叠在一起以得到层压产物；
(7)在1100℃或1100℃以下烧制上述的层压产物以产生烧结产物；
(8)在烧结产物的表面上形成金属化的外部，该烧结产物包括由下式表示的主
要组分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12,Cu作为辅助成分，其含量以CuO计为0.05-3.0％(重量)。
通过上述方法生产压电陶瓷元件，可以抑制烧制期间在压电材料中所包括的Pb的蒸发，从而提供了稳定的压电特性。并且可以得到具有较高压电特性参数值的压电陶瓷元件。而且可以把非贵重材料(例如银或钯)用作内部电极层与压电材料共烧结，从而使生产费用较低。
按照本发明的第一方面或第二方面生产压电陶瓷元件的方法中，较好的是在步骤(1)中加入选自Sr、Ba、Ca或La的至少一种元素的氧化物，其加入量以包含在主要组分中的Pb的数量为基准计算为3.0％(摩尔)或更少。
通过加入上述添加剂，强化了压电材料的压电特性，并且可以将该材料的烧结温度降低到1100℃或更低。
本发明的第三方面是提供一种压电陶瓷，这种压电陶瓷的电气机械耦合系数为60％或更高，并且包含由下式表示的主要组分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12,Cu作为辅助成分，其含量以CuO计为0.05-3.0％(重量)。
较好的这种压电陶瓷的介电常数为1546或更高。
较好的这种压电陶瓷包含选自Sr、Ba、Ca或La的至少一种元素的氧化物，其含量以包含在主要组分中的Pb的数量为基准计算为3.0％(摩尔)或更少。
通过加入上述添加剂，强化了压电材料的压电特性，并且可以将该材料的烧结温度降低到1100℃或更低。
联系附图并参照下述较佳实施例的详细说明，对本发明更好的了解以后，就能够更容易地理解本发明的各种其它目的，特征及许多附带的优点，附图中：
图1为本发明实施例1方法所制备的单层压电陶瓷元件的示意透视图；
图2为表示本发明实施例2的一个样品的烧成温度与蒸发的Pb量之间关系的曲线图；
图3为本发明实施例4方法所制备的叠片压电陶瓷元件的示意透视图；
以下通过实施例来进一步详述本发明，所述的实施例不应该理解为用于限制本发明。
实施例1：
以下叙述一种按照本发明的第一种实施方式制备单层压电陶瓷元件的方法。图1为本实施例的单层压电陶瓷元件的透视图。
首先分别称取适量的原料：Pb3O4,ZrO2,TiO2,Cr2O3和Nb2O5，并湿混4-32小时，以获得组分为Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3的混合物[以下称为式(1)]。将所得到的混合物脱水干燥，在800-1000℃煅烧2小时，得到压块。将压块粉碎，在粉碎的压块中加入CuO粉末和PVA基的粘合剂(2-5％重量)。将该材料湿混并趁湿粉碎8-32小时，以获得平均颗粒直径为0.5-0.9μm的含粘合剂的混合物。然后将所得到的含粘合剂的混合物造粒，并在1-1.5吨/厘米2的压力下模压，得到两类模压制品。所得到的一类模压制品是直径为12mm、厚度为1.2mm的圆盘状的模压制品；另一类是长度为30mm、宽度为5mm，厚度为1.2mm的矩形模压制品。随后将这些模压制品在1100℃或较低的温度下烧结1-3小时以获得烧结产品。进一步如图1所示，在所得到的烧结产品2的两个表面上涂覆银电极膏，在800℃煅烧0.5小时以形成电极3。将产品在80-120℃的绝缘油中施加2.0-4.0KV/mm的直流电场15-60分钟，使其经受极化处理，以获得压电陶瓷元件1。
按照上述方法制得主要组分元素的摩尔比不同的各种压电陶瓷元件。测量各元件的电气特性，居礼点和弯曲强度。作为电气特性，测量了相对介电常数εr，电气机械耦合系数Kp，和压电d常数d31。电气机械耦合系数和压电d常数是用阻抗分析仪按共振-反共振方法评价的，而压电d常数还进一步通过位移测量来评价。居礼点确定为对应于相对介电常数εr最大值的温度。弯曲强度是用3点弯曲测试来评价的。用矩形元件评价压电d常数和弯曲强度，而用圆盘形元件评价其余的特性。结果如图1所示。带有*号的样品是在本发明范围之外的样品。
表1
| 样品编号 | Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3 | 所加CuO的数量(％重量) | 烧成温度(℃) | 电气特性 | 弯曲强度(MPa) | ||||||
| a | b | x | y | 相对介电常数(εr) | 电气机械耦合系数Kp(％) | 压电d常数 | 居礼点(℃) | ||||
| *1 | 0.92 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1100 | 1134 | 56.3 | -175 | 300 | 86 |
| 2 | 0.95 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1100 | 1285 | 60.8 | -210 | 310 | 93 |
| 3 | 0.98 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1403 | 63.5 | -240 | 310 | 91 |
| 4 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1419 | 65.2 | -250 | 310 | 88 |
| 5 | 1.02 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1487 | 64.2 | -245 | 300 | 80 |
| 6 | 1.05 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1504 | 63.5 | -240 | 310 | 72 |
| *7 | 1.08 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1490 | 62.6 | -225 | 300 | 60 |
| *8 | 1.00 | 0.36 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 610 | 55.7 | -190 | 270 | 84 |
| 9 | 1.00 | 0.40 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1070 | 62.4 | -225 | 280 | 87 |
| 10 | 1.00 | 0.48 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1780 | 66.2 | -255 | 310 | 90 |
| 11 | 1.00 | 0.52 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1311 | 63.0 | -220 | 320 | 93 |
| 12 | 1.00 | 0.55 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 1034 | 60.3 | -205 | 330 | 92 |
| *13 | 1.00 | 0.58 | 0.33 | 0.06 | 1.75 | 1050 | 581 | 49.0 | -160 | 350 | 85 |
| 14 | 1.00 | 0.48 | 0.10 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 1956 | 65.9 | -255 | 290 | 84 |
| 15 | 1.00 | 0.48 | 0.33 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 1897 | 65.5 | -250 | 310 | 96 |
| 16 | 1.00 | 0.48 | 0.50 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 1425 | 63.4 | -230 | 320 | 82 |
| 17 | 1.00 | 0.48 | 0.70 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 1266 | 61.9 | -215 | 320 | 77 |
| *18 | 1.00 | 0.48 | 0.05 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 2621 | 66.0 | -260 | 290 | 88 |
| *19 | 1.00 | 0.48 | 0.90 | 0.06 | 1.50 | 1100 | 987 | 58.5 | -185 | 330 | 65 |
| *20 | 1.00 | 0.44 | 0.00 | 0.00 | 2.00 | 1050 | 553 | 43.8 | -135 | 320 | 58 |
| 21 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.02 | 2.00 | 1050 | 1096 | 60.0 | -200 | 320 | 71 |
| 22 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.04 | 2.00 | 1050 | 1354 | 63.5 | -230 | 310 | 83 |
| 23 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 2.00 | 1050 | 1380 | 64.1 | -240 | 300 | 85 |
| 24 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.09 | 2.00 | 1050 | 1505 | 63.5 | -230 | 280 | 80 |
| 25 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.12 | 2.00 | 1050 | 1676 | 62.0 | -215 | 270 | 82 |
| *26 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.15 | 2.00 | 1050 | 1712 | 59.0 | -190 | 250 | 73 |
| *27 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 0.00 | 1100 | 1620 | 58.8 | -205 | 320 | 59 |
| 28 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 0.05 | 1100 | 1704 | 61.9 | -220 | 320 | 72 |
| 29 | 1.00 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 1.00 | 1100 | 1546 | 62.5 | -230 | 310 | 75 |
| 30 | 1.05 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 3.00 | 1000 | 1221 | 60.9 | -220 | 310 | 78 |
| *31 | 1.05 | 0.44 | 0.33 | 0.06 | 5.00 | 1000 | 822 | 51.7 | -155 | 300 | 70 |
如表1所示，在本发明范围内的样品可适当地用作压电器件(如激励器)。在本说明书中，“可适当地用作压电器件”是指在施加弱电场时可得到大的位移而且响应很快；换言之，即压电特性参数具有较高的数值而相对介电常数较小；更具体地，即其电气机械耦合系数Kp为60％或更大，其压电d常数d31为200pC/N或更大，其相对介电常数εr为2000或更小。此外，陶瓷要用作压电元件，其居礼点必须为270℃或更高，以便经受软熔(reflow)焊接；其弯曲强度必须为70MPa或更大，以便在使用时经受大的机械应力。
以下参照实施例1的各样品，说明压电陶瓷主要组分的含量限制在所述范围内的理由。
在式(Ⅰ)中，“a”限制在0.95≤a≤1.05范围内的理由如下：当“a”小于0.95时，如样品1的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200pC/N。而当“a”大于1.05时，如样品7的情况，则弯曲强度会不利地变为小于70MPa。
同样，在式(Ⅰ)中，“b”限制在0.40≤b≤5.5范围内的理由如下：当“b”小于0.40时，如样品8的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200pC/N。而当“b”大于0.55时，如样品13的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200pC/N。
在式(Ⅰ)中，“x”限制在0.10≤x≤0.70范围内的理由如下：当“x”小于0.10时，如样品18的情况，相对介电常数εr会不利地变为大于2000。当“x”大于0.70时，如样品19的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200pC/N；而且其弯曲强度会不利地变为小于70MPa。
同样，在式(Ⅰ)中，“y”限制在0.02≤y≤0.12范围内的理由如下：当“y”小于0.02时，如样品20的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，并且其弯曲强度会不利地变为小于70MPa。当“y”大于0.12时，如样品26的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％；压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200PC/N；并且居礼点会不利地变为小于270℃。
此外，加入作为辅助成分的CuO的含量相对于主要组分被限定为0.05-3.0％重量的理由如下：当CuO的含量小于0.05％重量时，如样品27的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，并且其弯曲强度会不利地变为小于70MPa。当CuO的含量大于3.0％重量时，如样品31的情况，电气机械耦合系数Kp会不利地变为小于60％，并且其压电d常数的绝对值｜d31｜会不利地变为小于200pC/N。
实施例2：
在各种烧成温度下制造与实施例1样品2具有相同组分的各种样品，并测定其Pb的蒸发量、电气特性和居礼点。用X射线荧光定量分析测定Pb的蒸发量，其余性能按实施例1所用的同样方法测定。其结果示于图2。
从图2可看出：当烧结温度超过1100℃时，在主要组分中的Pb的蒸发量急剧增加。主要成分中Pb含量低的压电陶瓷具有非常低的电气机械耦合系数Kp和压电d常数。由于这个原因，烧结温度被限定于1100℃或更低些。
实施例3：
在混合实施例1中样品2的主要成分时，加入选自SrCO3、BaCO3、CaCO3和LaCO3的至少一种化合物，制得含有至少一种这些化合物的样品。其中这些化合物相对于主要组分的Pb含量有各种不同的摩尔比。随后测量各样品的电气特性和弯曲强度。其结果如表2所示。表2中带*号的样品是在本发明范围之外的样品。
表2
| 样品编号 | 添加元素 | 烧成温度(℃) | 电气特性 | 弯曲强度(MPa) | ||||||
| Sr(mol％) | Ba(mol％) | Ca(mol％) | La(mol％) | εr | kP(％) | d31(pC/N) | 居礼点(℃) | |||
| 41 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 1334 | 63.2 | -230 | 300 | 90 |
| 42 | 3.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 1280 | 61.5 | -210 | 280 | 78 |
| *43 | 5.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 1057 | 55.6 | -170 | 260 | 54 |
| 44 | 0.0 | 1.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 1305 | 62 | -210 | 300 | 85 |
| 45 | 0.0 | 3.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 1163 | 60.4 | -200 | 270 | 73 |
| *46 | 0.0 | 5.0 | 0.0 | 0.0 | 1100 | 958 | 53.1 | -145 | 240 | 55 |
| 47 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 0.0 | 1100 | 1290 | 61.7 | -215 | 300 | 83 |
| 48 | 0.0 | 0.0 | 3.0 | 0.0 | 1100 | 1186 | 60.2 | -205 | 290 | 75 |
| *49 | 0.0 | 0.0 | 5.0 | 0.0 | 1100 | 1065 | 54.3 | -150 | 280 | 60 |
| 50 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 1100 | 1658 | 63.8 | -240 | 290 | 77 |
| 51 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.0 | 1100 | 1683 | 64.1 | -240 | 270 | 72 |
| *52 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 5.0 | 1100 | 1195 | 58 | -180 | 240 | 50 |
| 53 | 1.0 | 1.0 | 0.5 | 0.5 | 1100 | 1342 | 62.9 | -225 | 280 | 78 |
| *54 | 2.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1100 | 975 | 56 | -160 | 250 | 58 |
如表2所示，包含上述四种添加物的任意一种的样品的压电d常数的绝对值｜d31｜、电气机械耦合系数、居礼点和弯曲强度都令人满意地超过上述的标准。所述添加物的用量被限定为3.0％(重量)或更低，其原因如下所述。当其含量超过3.0％(重量)时，如样品43、46、49、52和54的情况，其相对介电常数εr小于2000；但是其它电气特性和弯曲强度不能达到或仅勉强达到所要求的数值。
实施例4：
下面将要描述按照本发明的一种实施方案制备叠片压电陶瓷元件的一种方法。图3是这种实施方案的叠片压电陶瓷元件的剖视图。
首先，分别称取适量的原料：Pb3O4、ZrO2、TiO2、Cr2O3和Nb2O5，以得到表1中4号、10号和15号的样品组合物，并湿混4-32小时，以获得混合物。将所得到的混合物脱水干燥，在800-1000℃煅烧2小时，得到压块。将所得到的压块粉碎，在粉碎的压块中加入CuO粉末和PVA基的粘合剂(2-5％重量)。将该材料湿混并趁湿粉碎8-32小时，以获得平均颗粒直径为0.5-0.9μm的含粘结剂的混合物。然后将所得到的含粘结剂的混合物造粒，使用刮片成型以得到厚度为60-100μm的陶瓷坯片。随后用包含Ag和Pd(比例为7∶3)的内电极膏涂覆所得到的这些坯片，从而在坯片上形成内电极层。将代有内电极的许多陶瓷层交替置放，使内电极交替延伸至相背的侧面，从而得到层叠的产物。随后，在1100℃或低于1100℃的温度下烧结所得到的层迭式产物1-3小时以得到烧结的包括压电陶瓷层和内电极层的层叠产物。
另外，如图3所示，用外电极膏涂覆所得到的烧结产物12的几乎全部的顶面和底面；然后在800℃煅烧0.5小时，从而形成第一个外部的金属化部分13a。另外，在内电极延伸至其上的侧面上涂覆导电膏，并使该导电膏干燥形成带状的第二个外部的金属化部分13b。将这样形成的具有外部的金属化部分13的层叠烧结产物，在80-120℃的绝缘油中施加2.0-4.0kv/mm的直流电场15-60分钟，使其经受极化处理，以获得层叠压电陶瓷元件10。
如上所述，使用本发明的压电陶瓷，可以得到一种压电陶瓷元件，它可以抑制存在于主要成分中的Pb在煅烧时间的蒸发。假若要制备叠片式的压电陶瓷元件时，可使用诸如Ag和Pd这样的不太昂贵的金属作为它们的内部电极。而且，所得到的压电陶瓷元件具有优良的压电特性。
Claims (6)
1．一种压电陶瓷元件的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：
(1)混合各个组分以形成至少包含Pb、Zr、Ti、Cr和Nb的氧化物的混
合物；
(2)煅烧上述的混合物以得到煅烧产物；
(3)粉碎上述的煅烧产物并加入以CuO计为0.05-3.0％重量的Cu组分，以
形成含Cu组分的混合物；
(4)向上述的含Cu组分的混合物中加入粘结剂以形成含粘结剂的混合物；
(5)模压上述的含粘结剂的混合物以产生模压产物；
(6)在1100℃或1100℃以下烧制上述的模压产物以产生烧结的产物；
(7)在烧结产物的表面上形成电极，该烧结产物包括由下式表示的主要组
分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12，和作为辅助成分的Cu组分，其含量以CuO计为0.05-3.0％重量。
2．一种压电陶瓷元件的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：
(1)混合各组分以形成至少含有Pb、Zr、Ti、Cr和Nb的氧化物的混合
物；
(2)煅烧上述的混合物以得到经煅烧的产物；
(3)粉碎上述的煅烧产物并加入以CuO计为0.05-3.0％重量的Cu组分，
以形成含Cu组分的混合物；
(4)向上述的含Cu组分的混合物中加入粘结剂以形成含粘结剂的混合物；
(5)模压上述的含粘结剂的混合物以产生陶瓷坯片；
(6)将上述的陶瓷坯片和内电极层交替地层叠在一起以得到层压产物；
(7)在1100℃或1100℃以下烧制上述的层压产物以产生烧结的产物；
(8)在烧结产物的表面上形成金属化的外部，该经烧制的产物包括由下式
表示的主要组分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12，和作为辅助成分的Cu组分，其含量以CuO计为0.05-3.0％重量。
3．如权利要求1或2所述的压电陶瓷元件的制备方法，其特征还在于步骤(1)中加入选自Sr、Ba、Ca和La的至少一种元素的氧化物，以主要组分中所包含的Pb的含量为基准计，这种氧化物的数量为3.0％摩尔或更少。
4．一种压电陶瓷，其特征在于它包含一种可用下式表示的主要组分：
Pba[(CrxNb(1-x))yZr(1-b-y)Tib]O3其中0.95≤a≤1.05；0.40≤b≤0.55；0.10≤x≤0.70；并且0.02≤y≤0.12，以及作为辅助成分的Cu组分，其含量以CuO计为0.05-3.0％重量，该种陶瓷的电气机械耦合系数Kp为60％或更大。
5．如权利要求4所述的压电陶瓷，其特征还在于它的介电常数为1546或更大。
6．如权利要求4或5所述的压电陶瓷，其特征还在于它包含选自Sr,Ba,Ca或La的至少一种元素的氧化物，以其主要组分中所包含的Pb的量为基准计算，这种氧化物的含量为3.0％摩尔或更少。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050119 Termination date: 20120413 |