一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料，屬于變頻器的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述的高強(qiáng)陶瓷材料，由預(yù)燒合成的Pb（Mn1/3Nb2/3）x(Zr0.90Ti0.10)1?xO3陶瓷粉體和包括SrO、Cr2O3、B2O3，和BaO改性助劑經(jīng)過預(yù)壓、等靜壓成型、燒結(jié)、上電極和極化制備得到，所述高強(qiáng)陶瓷材料的壓電系數(shù)d33為285~335 pC/N，介電常數(shù)ξ/ξ0為1200~2000，介電損耗為0.2~0.8%，斷裂強(qiáng)度為2.7~3.5 MPa·m1/2，楊氏模量為75~100GPa，綜合性能良好，特別適合用作變頻器的壓電陶瓷材料。
【專利說明】
-種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子元器件制造的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明設(shè)及一種用于變頻 器的高強(qiáng)陶瓷材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，變頻器中的高強(qiáng)陶瓷材料廣泛采用具有巧鐵礦結(jié)構(gòu)的材料，但是 普遍采用的PZT系陶瓷材料其壓電性能有待提高，而且介電損耗也偏大;另外當(dāng)面對小型化 時，當(dāng)陶瓷薄片減薄至0.3mm W下時，其機(jī)械強(qiáng)度也有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于變頻器的 高強(qiáng)陶瓷材料。
[0004] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明設(shè)及一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明設(shè)及一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料的制備方 法。
[0006] 所述高強(qiáng)陶瓷材料的制備方法，包括W下步驟： (1) 采用氧化物原料預(yù)燒合成饑(Mni/3Nb2/3)x(Zr〇.9〇Ti〇.i〇)i-x〇3陶瓷粉體； (2) 在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料； (3) 將步驟(2)得到的陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型得到陶瓷巧料； (4) 對步驟(3)得到的陶瓷巧料進(jìn)行燒結(jié)得到陶瓷瓷片； 巧)在步驟(4)得到的陶瓷瓷片上瓣射銀電極或者燒滲銀電極并進(jìn)行極化。
[0007] 其中，0.02《又《0.08，優(yōu)選為0.03《又《0.06。
[000引其中，預(yù)燒的溫度為800~900 °C，保溫時間為1.5~3.0小時。
[0009] 其中，所述改性助劑包括15.0~25 . Owt%的SrO，12.5~20.0%的燈2〇3，1.0~5.0%的 62〇3，和50.0~65.0%的化0。
[0010] 其中，所述改性助劑優(yōu)選包括：2.0~3. Owt%的Ta2〇日，和2.0~3. Owt%的Ce〇2。
[0011] 其中，所述改性助劑的添加量為陶瓷粉體的1.5~5. Owt%;優(yōu)選為2.5~3. Owt%。
[0012] 其中，在步驟(4)中燒結(jié)溫度為1150~1250 °C，保溫時間為1.5~3.0小時。
[0013] 其中，步驟(5)中，極化條件為2.5~6.0 kV/mm，且在90~110°C的硅油中保持15~30 分鐘。
[0014] 本發(fā)明的第二方面還設(shè)及由上述制備方法制備得到的用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材 料。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料具有W下有益效果： 本發(fā)明的高強(qiáng)陶瓷材料的壓電系數(shù)d33為285~335 pC/N，介電常數(shù)CAo為1200~2000,介 電損耗為0.2~0.8%，斷裂強(qiáng)度為2.7~3.5 M化- ml/2,楊氏模量為75~100 GPa,綜合性能良 好，特別適合用作變頻器的壓電陶瓷材料。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料的SEM照片。
【具體實施方式】
[0017] W下將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明所述的用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料及其改性方 法做進(jìn)一步的闡述，W幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn) 確和深入的理解。
[001引饑(Mm/3Nb2/3)x(Zr0.90Ti0.i0)i-x03作為壓電陶瓷使用在壓電性能、機(jī)械強(qiáng)度等性能 方面還有待提高，為此本發(fā)明通過添加改性助劑對其進(jìn)行燒結(jié)改性處理W期提高其綜合性 能。具體來說，在本發(fā)明中所述改性助劑包括15.0~25. Owt%的SrO，12.5~20.0%的化203，1.0~ 5.0%的B203，和50.0~65.0%的BaO;作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述改性助劑還包括：2.0~3. Owt%的 化205,和2.0~3.Owt%的Ce02。作為示例性地，采用本發(fā)明的制備方法制備得到的高強(qiáng)陶瓷材 料(直徑為10mm，厚度為0.3mm的樣品）的壓電系數(shù)d33為285~335 pC/N，介電常數(shù)CAo為1200 ~2000,介電損耗為0.2~0.8%，斷裂強(qiáng)度為2.7~3.5 MPa ? ml/2,楊氏模量為75~100 GPa。其 中，圖1示出了由本發(fā)明的制備方法制備得到的高強(qiáng)陶瓷材料的典型的SEM圖片。
[0019]實施例1 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B2化，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0020] 實施例2 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.〇2(Zr〇.9〇Ti〇.i〇)〇.98〇3的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B2化，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0021] 實施例3 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)^饑〇、2'〇2、1'1化、8曰0和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為?6(1山/3抓2/3)日.日8(2^).9日1'1日.1日)日.92〇3的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B2化，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0022] 實施例4 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由15 . Owt%的SrO，20.0%的燈2〇3，5.0%的 B2化，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0023] 實施例5 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由25 . Owt%的SrO，12.5%的燈2〇3，2.0%的 B2化，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0024] 實施例6 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B203，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為1.5wt%。
[0025] 實施例7 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32111111)。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°(：的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B203，2. Owt%的化2〇5，3. Owt%的Ce〇2和余量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的 添加量為3.0wt〇/〇。
[00%] 實施例8 本實施例設(shè)及高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1)W饑〇、Zr〇2、Ti化、BaO和抓2〇5為原 料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為Pb(Mni/3Nb2/3)o.日日^^^目亂日^日^目獻(xiàn)的陶 瓷粉體。（2)在步驟（1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模 劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì) 采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直 徑O為12 mm，厚度d為0.32111111)。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°(：的溫度條件下燒結(jié) 2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極 化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時 后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20 . Owt%的SrO，15.0%的燈2〇3，3.0%的 B203，3. Owt%的化2〇5，2. Owt%的Ce〇2和余量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的 添加量為3.0wt〇/〇。
[0027] 對比例1 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、BaO和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)將步驟(1)得到的陶瓷粉體進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、脫模劑利用噴霧 干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨介質(zhì)采用鋼球，球 磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料(直徑〇為12 mm， 厚度d為0.32mm)。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下燒結(jié)2.0小時得到直 徑〇為10 mm，厚度d為0.30mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極化;極化條件為2.5~ 3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24小時后，進(jìn)行性能測 試。
[0028] 對比例2 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（I) W饑O、化化、Ti〇2、BaO和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本對比例中，所述改性助劑由15 . Owt%的化2〇3，3 . Owt%的B203，和 余量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[00巧]對比例3 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、BaO和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本對比例中，所述改性助劑由20.Owt%的SrO，3.0%的B2化，和余量 的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0030] 對比例4 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、Ba0和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本對比例中，所述改性助劑由20.0 wt%的SrO，15.0%的化2〇3，和余 量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0031] 對比例5 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、Ba0和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本對比例中，所述改性助劑由20 . Owt%的CaO, 15. Owt%的化2〇3， 3. Owt%的B203，和余量的化0組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為3. Owt%。
[0032] 對比例6 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、BaO和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20.0 wt%的SrO，15.0%的化2〇3，3.0% 的B203，2.5wt%的師2〇5，和余量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為 3.0wt%〇
[0033] 對比例7 本對比例設(shè)及一種高強(qiáng)陶瓷材料，其制備方法如下：（1) W饑0、化化、Ti〇2、Ba0和師2〇5 為原料在800~850°C的條件下預(yù)燒2.0小時得到組成為饑(Mni/3Nb2/3)Q.()5(Zr().9()Ti().i())().95〇3 的陶瓷粉體。（2)在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，研磨后加入粘結(jié)劑、 脫模劑利用噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料;采用濕法球磨進(jìn)行研磨，球磨的研磨 介質(zhì)采用鋼球，球磨時間為20~24小時。（3)將陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型形成陶瓷巧料 (直徑O為12 mm，厚度d為0.32臟）。（4)先排膠，然后在溫度為1150~1250°C的溫度條件下 燒結(jié)2.0小時得到直徑〇為10 mm，厚度d為0.30 mm的陶瓷瓷片，然后瓣射銀電極并進(jìn)行極 化;極化條件為2.5~3.0 kV/mm，且在90~100°C的硅油中保持30分鐘。極化后的樣品放置24 小時后，進(jìn)行性能測試。在本實施例中，所述改性助劑由20.0 wt%的SrO，15.0%的化2〇3，3.0% 的B2化，2.5wt%的Ce化，和余量的BaO組成，并且改性助劑相對于所述陶瓷粉體的添加量為 3.0wt%〇
[0034] 實施例及對比例^7制備得到的高強(qiáng)陶瓷材料的主要性能如表1所示。 「nn… 圭1

'^對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，具體實施例只是對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然胃 本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的 各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 采用氧化物原料預(yù)燒合成Pb(Mni/3Nb2/3)x(ZrQ.9〇Ti().i())i-x〇3陶瓷粉體； 在步驟(1)得到的陶瓷粉體中加入改性助劑進(jìn)行研磨，進(jìn)行噴霧造粒得到陶瓷粒料； 將步驟(2 )得到的陶瓷粒料進(jìn)行預(yù)壓、等靜壓成型得到陶瓷坯料； 對步驟(3 )得到的陶瓷坯料進(jìn)行燒結(jié)得到陶瓷瓷片； 在步驟(4)得到的陶瓷瓷片上濺射銀電極或者燒滲銀電極并進(jìn)行極化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:0.02<x<0.08。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:預(yù)燒的溫度為800~900 °C，保溫時間 為1.5~3.0小時。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述改性助劑包括15.0~25 . Owt%的 SrO，12 · 5~20 · 0% 的 Cr2O3，1 · 0~5 · 0% 的 B2O3，和 50 · 0~65 · 0% 的 BaO。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述改性助劑還包括:2.0~3. Owt%的 Ta2O5和2 · 0~3 · Owt% 的 CeO2。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述改性助劑的添加量為陶瓷粉體的 1.5~5.0wt%〇7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：在步驟(4)中燒結(jié)溫度為1150~1250 °C，保溫時間為1.5~3.0小時。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(5)中，極化條件為2.5~6.0 kV/ mm，且在90~110 °C的硅油中保持15~30分鐘。9. 一種用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料，其特征在于：由權(quán)利要求1~8任一項所述的制備方 法制備得到。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于變頻器的高強(qiáng)陶瓷材料，其特征在于:所述高強(qiáng)陶瓷材 料的壓電系數(shù)d33為285~335 pC/N，介電常數(shù)ξ/ξ〇為1200~2000,介電損耗為0.2~0.8%，斷裂 強(qiáng)度為2.7~3.5 MPa· m1/2,楊氏模量為75~100 GPa。
【文檔編號】C04B35/491GK105924165SQ201610277297
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月1日
【發(fā)明人】林爾福
【申請人】林爾福