一种压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片与流程

1.本发明无机非金属粉体材料技术领域，特别是涉及一种压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片。

背景技术：

2.随着电子技术的发展，压电陶瓷产品已经广泛应用于各种领域，如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。目前，压电陶瓷的主要制备方法为固相烧结法，该方法具有工艺简单，配料容易调整，适合大规模生产的优点。随着行业对压电陶瓷产品性能需求的不断提高，单层的压电陶瓷产品已经向具有多层结构的产品发展，而最合适的制备方法莫过于流延制备，流延成型技术是一种陶瓷材料成型方法，主要通过将陶瓷粉体与各种添加剂混合得到均一稳定的浆料，然后在流延机上制备出一定厚度的陶瓷厚膜。流延成型技术因其制备工艺简单、生产效率高、获得的产品质量好等优点而被广泛应用于生产各种陶瓷样品。通过流延技术制备的压电陶瓷，具有尺寸大，性质均一，产品效率高等一系列优点；从流延制备的过程可以看出，其最关键的影响因素便是作为原材料的粉体，特别是流延制备压电产品时，由于压电陶瓷粉体的比重大，容易沉降和团聚，该团聚在后续球磨制备流延浆料时，也很难打开，使得流延制备的膜片经常出现开裂、针孔、甚至不能成型等问题。
3.在常规制备方法中，一般流程是采用超细研磨机对按比例混合的粉体和溶剂进行超细研磨，使压电陶瓷粉体材料充分混合，以及使粉体材料的粒径降至纳米程度的超细粉体，研磨完成后，将研磨的浆料取出，并烘干溶剂。由于超细研磨机是非密封设备，并且磨头高速旋转，发热严重，使用易挥发的材料作为溶剂时，极易产生爆炸等危险，因此压电粉体研磨的溶剂都采用水作为研磨溶剂，当对研磨的浆料进行烘干时，由于压电陶瓷粉体的板结效应，烘干时，可以看到肉眼可见的团聚。在对浆料进行干燥时，通常还会采用喷雾造粒的方式，但喷雾造粒的球状粉体是二次粉体，也无法避免粉体的团聚现象，喷雾造粒的方式对粉体的浪费较大，约占粉体的15％，这无疑会增加成本。
4.而粉体的团聚会对流延及最终制备的压电陶瓷产生不利影响，如流延膜片的开裂、针孔，压电陶瓷的烧结温度升高，内部孔洞和缺陷等。公开号为cn111056849a的专利申请文件中披露了一种陶瓷粉体的制备方法，其采用二次研磨的方式，将团聚后的粉体进行打碎，实现高分散和亚微米的特性。但在第二次研磨前，粉体已经发生团聚现象，为了避免第二次研磨在打碎团聚粉体的同时进一步磨细粉体，其研磨时间必定不能很长，这样打散团聚粉体的效果很难控制，且第二次研磨为搅拌磨，其对粉体的浪费也会进一步提高。
5.因此，需要提供一种针对上述现有技术中不足的改进技术方案。

技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片，用于解决现有技术中制备压电陶瓷超细粉体的过程中粉体团
聚、团聚的粉体在后续球磨制备流延浆料时很难打开的问题，以及流延制备的压电陶瓷膜片出现开裂、针孔、甚至不能成型，使得最终制备的压电陶瓷的烧结温度升高，存在内部孔洞和缺陷的问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
8.s1、按照配比称取压电陶瓷粉体原料及去离子水，加入超细研磨机中进行研磨细化，形成第一浆料，其中，所述压电陶瓷粉体原料为钙钛矿结构的压电陶瓷粉体；
9.s2、研磨细化完成后，向第一浆料中加入无水乙醇，降低超细研磨机的转速继续研磨，形成第二浆料；
10.s3、取出第二浆料放置于烘箱中，在温度低于80℃下烘干一段时间后，再于100℃～150℃下烘干，得到细粉体；
11.s4、将烘干后的细粉体过筛，得到压电陶瓷超细粉体。
12.优选地，步骤s1中压电陶瓷粉体原料与去离子水的质量比为0.5：1～2：1；压电陶瓷粉体原料的粒径小于5μm。
13.优选地，步骤s1中超细研磨机的转速为2000r/min～2500r/min；研磨细化的时间为25min～40min；步骤s1中超细研磨机中采用的研磨球为氧化锆球，氧化锆球的直径不大于2mm。
14.优选地，步骤s1中形成的第一浆料与步骤s2中加入的无水乙醇的质量比为3：1～10：1。
15.优选地，步骤s2中超细研磨机的转速为500r/min～2000r/min，研磨的时间为1min～5min。
16.优选地，步骤s3中烘干后得到的细粉体的含水率低于5％。
17.优选地，步骤s4中采用振动筛对烘干后的细粉体过筛；得到的压电陶瓷超细粉体的d50为0.1μm～1μm。
18.本发明还提供一种压电陶瓷超细粉体，压电陶瓷超细粉体为上述的压电陶瓷超细粉体的制备方法所制备的压电陶瓷超细粉体。
19.本发明还提供一种压电陶瓷膜片，压电陶瓷膜片为上述压电陶瓷超细粉体经流延成型制备的压电陶瓷膜片。
20.如上所述，本发明的压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片，具有以下有益效果：
21.本发明中先将压电陶瓷粉体原料与去离子水混合进行研磨细化得到第一浆料，之后再加入无水乙醇继续研磨得到第二浆料，然后对第二浆料进行干燥，由于无水乙醇的快速挥发在粉体中留下气孔，从而避免粉体的团聚；采用两段不同温度对第二浆料进行干燥，从而达到有效降低压电陶瓷超细粉体的团聚问题，使得所制备的压电陶瓷超细粉体的颗粒均匀，d50为0.1μm～1μm，对后续流延制备高质量的压电陶瓷膜片提供了前提条件；且采用本发明中所制备的压电陶瓷超细粉体经流延成型得到的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题，后续最终制备的压电陶瓷产品也显示出良好的性能，不存在内部孔洞和缺陷的问题；另外，本发明中的制备方法操作更简单，无易燃易爆等风险，全程使用一台超细研磨机，且没有过多的粉体浪费，极大程度上节约了成本。
附图说明
22.图1显示为本发明具体实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法的流程框图。
23.图2显示为本发明具体实施例中所制备的压电陶瓷超细粉体制成的压电陶瓷膜片烧结后在1000倍电子显微镜下的剖面图。
24.图3显示为本发明具体实施例中所制备的压电陶瓷超细粉体制成的压电陶瓷膜片烧结后在4000倍电子显微镜下的剖面图。
25.图4显示为本发明具体实施例中所制备的压电陶瓷超细粉体的粒径分布测试图。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
27.请参阅图1～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
28.本发明中先将压电陶瓷粉体原料与去离子水混合进行研磨细化得到第一浆料，之后再加入无水乙醇继续研磨得到第二浆料，然后对第二浆料进行干燥，由于无水乙醇的快速挥发在粉体中留下气孔，从而避免粉体的团聚；采用两段不同温度对第二浆料进行干燥，从而达到有效降低压电陶瓷超细粉体的团聚问题，使得所制备的压电陶瓷超细粉体的颗粒均匀，d50为0.1μm～1μm，对后续流延制备高质量的压电陶瓷膜片提供了前提条件；且采用本发明中所制备的压电陶瓷超细粉体经流延成型得到的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题，后续最终制备的压电陶瓷产品也显示出良好的性能，不存在内部孔洞和缺陷的问题；另外，本发明中的制备方法操作更简单，无易燃易爆等风险，全程使用一台超细研磨机，且没有过多的粉体浪费，极大程度上节约了成本。
29.本发明提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
30.s1、按照配比称取压电陶瓷粉体原料及去离子水，加入超细研磨机中进行研磨细化，形成第一浆料，其中，压电陶瓷粉体原料为钙钛矿结构的压电陶瓷粉体；其中，第一浆料为压电陶瓷粉体原料与去离子水的混合物；具体的，钙钛矿结构的压电陶瓷粉体包括pzt系压电陶瓷粉体(比如，pb(zr
0.52
ti
0.48
)o3压电陶瓷粉体)、knn系压电陶瓷粉体(比如，(na
0.52k0.44
li
0.04
)(nb
0.89
sb
0.05
ta
0.06
)o3压电陶瓷粉体)、pzn-pt系压电陶瓷粉体(比如，pb(zn
1/3
nb
2/3
)o
3-pbtio3压电陶瓷粉体)或pmn-pt系压电陶瓷粉体(比如，pb(mg
1/3
nb
2/3
)o
3-pbtio3压电陶瓷粉体)；
31.s2、研磨细化完成后，向第一浆料中加入无水乙醇，降低超细研磨机的转速继续研磨，形成第二浆料；其中，由于超细研磨机的储料罐的开口设备，向第一浆料中加入无水乙醇时，不需要停机；
32.s3、取出第二浆料放置于烘箱中，低温烘干一段时间后，再高温烘干，得到细粉体；
33.s4、将烘干后的细粉体过筛，得到压电陶瓷超细粉体。
34.具体的，步骤s2中加入无水乙醇，无水乙醇与去离子水任意比例互溶，目的是将无水乙醇与第一浆料混合均匀，混合均匀后再进行干燥，替代了传统的研磨后的浆料直接干燥的过程；步骤s3中先采用低温烘干，待基本无溶剂后，再将温度升高进行彻底烘干，并且烘干后的细粉体由于存在乙醇的挥发气孔，所以非常疏松，直接过筛后即可得到压电陶瓷超细粉体，取代了现有技术中喷雾造粒的过程，避免了粉体的浪费，节约成本，同时还达到有效降低压电陶瓷超细粉体的团聚问题，使得所制备的压电陶瓷超细粉体的颗粒均匀。
35.另外，压电陶瓷粉体原料在去离子水中进行研磨细化后，再加入无水乙醇的原因，一方面在于完全使用无水乙醇作为溶剂进行球磨时，因其挥发大、燃点低，而超细研磨机的研磨头温度高，容易引起爆炸等危险，因此不直接使用无水乙醇等类型溶剂在超细研磨机中使用；另一方面在于，烘干第二浆料时，无水乙醇的快速挥发在粉体中留下气孔，从而避免粉体的团聚。故相对使用球磨机设备的常规制备流程，本发明中全程使用超细研磨机效率更高，浪费更少；而相对使用超细研磨机的常规制备流程，本发明中的方法更安全可靠。
36.作为示例，步骤s1中压电陶瓷粉体原料与去离子水的质量比为0.5：1～2：1；压电陶瓷粉体原料的粒径小于5μm。
37.具体的，压电陶瓷粉体原料与去离子水的质量比可包括0.5:1、1:1、1.5:1、2:1等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节；压电陶瓷粉体原料的粒径可包括1μm、2μm、3μm、4μm、4.5μm、4.9μm等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
38.在此，需要说明的是，由于研磨过程均为物理反应，基本没有化学反应，本发明中的制备方法适用于大多数陶瓷粉体，具体关于压电陶瓷粉体原料的种类以及粉体的组成，在此不做过分限制。
39.作为示例，步骤s1中超细研磨机的转速为2000r/min～2500r/min；研磨细化的时间为25min～40min；步骤s1中超细研磨机中采用的研磨球为氧化锆球，氧化锆球的直径不大于2mm。
40.具体的，步骤s1中超细研磨机的转速可包括2000r/min、2100r/min、2200r/min、2300r/min、2400r/min、2500r/min等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节；研磨细化的时间可包括25min、30min、35min、40min等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节；氧化锆球的直径可包括0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节，在常规的超细研磨机中采用直径为1mm的氧化锆球。
41.作为示例，步骤s1中形成的第一浆料与步骤s2中加入的无水乙醇的质量比为3：1～10：1。
42.具体的，步骤s1中第一浆料与步骤s2中无水乙醇的质量比可包括3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
43.作为示例，步骤s2中超细研磨机的转速为500r/min～2000r/min，研磨的时间为1min～5min。
44.具体的，步骤s2中超细研磨机的转速可包括500r/min、1000r/min、1500r/min、2000r/min等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节；研磨的时间可包括1min、2min、3min、4min、5min等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
45.作为示例，步骤s3中低温烘干的温度低于80℃；高温烘干的温度为100℃～150℃。
46.具体的，采用两段不同温度对第二浆料进行干燥，从而达到有效降低压电陶瓷超
细粉体的团聚问题，对后续流延制备高质量的压电陶瓷膜片提供了前提条件；步骤s3中低温烘干的温度可包括50℃、70℃、75℃、80℃等任何高于常规室温范围内的值，具体可根据需要进行调节；高温烘干的温度可包括100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
47.作为示例，步骤s3中烘干后得到的细粉体的含水率低于5％。
48.具体的，步骤s3中烘干后得到的细粉体的含水率可包括1％、2％、3％、4％等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
49.作为示例，步骤s4中采用振动筛对烘干后的细粉体过筛；得到的压电陶瓷超细粉体的d50为0.1μm～1μm。
50.具体的，得到的压电陶瓷超细粉体的d50可包括0.1μm、0.2μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1μm等任何范围内的值，具体可根据需要进行调节。
51.本发明还提供一种压电陶瓷超细粉体，该压电陶瓷超细粉体为采用上述压电陶瓷超细粉体的制备方法所制备而成的；且该压电陶瓷超细粉体更适合用于流延工艺中，当然该压电陶瓷超细粉也可用在其他工艺，这里不做限制。
52.为了更好的理解本发明中压电陶瓷超细粉体的制备方法，本发明还提供一种压电陶瓷膜片，该压电陶瓷膜片为压电陶瓷超细粉体经流延成型制备的压电陶瓷膜片。
53.具体的，采用压电陶瓷超细粉体制备压电陶瓷膜片，采用常规的流延成型技术即可实现，主要是通过将压电陶瓷超细粉体与各种添加剂混合得到均一稳定的浆料，然后在流延机上制备出一定厚度的压电陶瓷膜片，具体的流延成型工艺，在此不做过分赘述。
54.在此针对公开号为cn111056849a的专利申请文件与本发明进行对比说明，公开号为cn111056849a的专利申请文件中的陶瓷粉体的制备方法中包括两次研磨，砂磨和搅拌磨；本技术中的连续的砂磨过程，前期以去离子水做介质，高速转动，然后调为低速，并加入一定量的无水乙醇，研磨后，制浆将混合浆料排出；对比可知，本发明中的制备方法操作更简单、且只需要一台研磨设备，没有过多的粉料浪费；而公开号为cn111056849a的专利申请文件中的制备方法不仅在砂磨机排出时产生浪费，而且搅拌磨时，粉体会大量粘附在搅拌磨罐体的内壁和搅拌棒上，造成更大的浪费。
55.另外，公开号为cn111056849a的专利申请文件中的制备方法是在砂磨后干燥，粉体产生硬团聚，再使用搅拌磨进行分散，此时会存在问题，短时间的搅拌磨不能将粉体的硬团聚全部打开，而长时间的搅拌磨又会影响粉体颗粒的大小，因此很难完美兼顾两个方面；公开号为cn111056849a的专利申请文件的制备方法中搅拌磨搅拌30min，不一定能达到最好的效果，且换不同的材料时，该参数肯定要进行修改的；从本质上讲，公开号为cn111056849a的专利申请文件中的制备方法是通过将团聚打散的方式，防止团聚现象的生成，而本发明中的制备方法是在团聚现象发生前阻止团聚的发生。
56.下面参考具体实施例对本发明中压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
57.下述实施例中所采用的超细研磨机的研磨球均采用氧化锆球，氧化锆球的直径为1mm，压电陶瓷粉体原料的粒径约为2μm。
58.实施例1
59.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
60.s1、称取压电陶瓷粉体原料10kg及去离子水10kg，加入超细研磨机中在2200r/min的转速下进行研磨细化35min，形成第一浆料，其中，压电陶瓷粉体原料为pb(zr
0.52
ti
0.48
)o3压电陶瓷粉体；
61.s2、研磨细化完成后，向第一浆料中加入无水乙醇4kg，降低超细研磨机的转速至1000r/min继续研磨3min，形成第二浆料；
62.s3、取出第二浆料放置于烘箱中，在70℃下烘干3h，将温度升高至150℃进行烘干18h，得到含水率为3％的细粉体；
63.s4、将烘干后的细粉体放入振动筛中过筛处理，得到的压电陶瓷超细粉体。
64.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体，该压电陶瓷超细粉体为本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法制备所得，压电陶瓷超细粉体d50约为0.65μm。
65.本实施例还提供一种压电陶瓷膜片，该压电陶瓷膜片为本实施例中的压电陶瓷超细粉体经流延成型制备而成。具体的，采用流延成型制备压电陶瓷膜片的方法包括以下步骤：a1、将本实施例中所制备的压电陶瓷超细粉体与溶剂、分散剂一起球磨24h，再加入粘结剂、增塑剂、除泡剂配制成浆料，真空除泡后，浆料的粘度为4500cp(ndj旋转粘度计测量)；其中，溶剂为二甲苯和酒精的共混物(二甲苯与酒精的质量比为35:65，其中，酒精为工业级乙醇，纯度为99.5％，品牌为阿拉丁)、分散剂为磷酸三乙酯、粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(其中，聚乙烯醇缩丁醛的分子式:c
8nh14n+2o2n
，粘度为15～18mpa
·
s，缩醛度为70～75％，品牌为阿拉丁)、增塑剂为聚乙二醇和邻苯二甲酸二丁酯的混合物(其中，聚乙二醇与邻苯二甲酸二丁酯的质量比为8:5，聚乙二醇的分子式为ho(ch2ch2o)nh，别名为聚乙二醇400，粘度为37～45mpas，品牌为阿拉丁)、除泡剂为正丁醇；a2、将浆料加入流延设备中，设定刮刀的高度为0.16mm，载膜运转速度为0.5m/min，经过七个温区，温度设定依次为35℃、55℃、55℃、50℃、50℃、55℃、60℃，最终制得厚度为50～60μm的压电陶瓷膜片。
66.参阅图4中所制备的压电陶瓷超细粉体的粒径分布测试图，纵坐标为强度，单位为％，横坐标为粒径，单位为d.nm，粒径分布测试图是采用激光粒度仪(型号为mastersizer 3000)对压电陶瓷超细粉体进行测试，以水作为分散介质，由图可知，所制备的压电陶瓷超细粉体颗粒均匀；参阅图2、图3为本实施例中所制备的压电陶瓷超细粉体制成的压电陶瓷膜片烧结后分别在1000倍、4000倍电子显微镜下的剖视图，从图中可知，粉体与粉体之间致密性好，没有团聚、开裂现象，本领域技术人员可知陶瓷粉体的结构仅在研磨过程成型，在粉体研磨到制成成品的其他过程中并不会对粉体本身的结构进行重塑，因此，从图2、图3能够得知，本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法能够有效防止粉体团聚现象的发生；其中，图2中的spectrum19和图3中的spectrum2均为拍摄电子显微镜照片时的选区，与本实施例中所要表征的结果没有关系，在此不做过分赘述。
67.另外，本实施例中的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题；将本实施例中的压电陶瓷膜片制成压电陶瓷产品，具体为，将本实施例中的压电陶瓷膜片经裁剪、叠层后，在压力为60mpa的压力下制备出厚度为1mm的素坯，然后在1000℃下进行烧结，然后依次使用1000目、3000目、7000目的砂纸对烧结后的压电陶瓷样品表面进行打磨处理，使用丝网印刷机在压电陶瓷样品正面印刷导电银浆，在120℃下烘干10min，冷却后，再于压电陶瓷样品背面印刷导电银浆，在120℃下烘干10min，然后冷却至室温，再将压电陶瓷样品在700℃下烧结1h，此时所印刷的导电银浆中的有机物被完全排出，即在压电陶瓷样品的正反面均
制得外电极银层，银层的厚度为10μm；然后采用高温空气极化的方式对背银完成的样品进行极化处理，设定烘箱温度为200℃，电压为2kv/mm，极化5min后，烘箱停止加热，使样品自然冷却，同时保持电压为2kv/mm，保压时间为15min，然后关闭外加电场，放置48h，制备出压电陶瓷产品；其中，所采用的导电银浆的来源为深圳市赛雅电子浆料有限公司，料号为01h-0705。
68.最终所制备的压电陶瓷产品显示出良好的性能，具体测试如下：采用安捷伦hp4284a型号的lcr测试仪和中科院声学所zj-3a型d33测试仪，测得本实施例中所制备的压电陶瓷产品的介电常数和压电系数；采用agilent4980进行介温性能测试，测得本实施例中压电陶瓷产品的居里温度；采用交流阻抗测试仪测量谐振频率，反谐振频率等参数，计算出机械品质因数qm和机电耦合系数k
p
；测试结果为：介电常数为2200、压电系数d
33
为400pc/n、居里温度为300℃、机械品质因数qm为90、机电耦合系数k
p
为0.7。
69.实施例2
70.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，该制备方法同实施例1的区别在于：步骤s2中向第一浆料中加入无水乙醇2kg，降低超细研磨机的转速至2000r/min继续研磨1min，形成第二浆料；其他方法和步骤同实施例1中的相同，在此不再赘述。
71.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体，该压电陶瓷超细粉体为本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法制备所得，压电陶瓷超细粉体d50约为0.65μm。
72.本实施例还提供一种压电陶瓷膜片，该压电陶瓷膜片为本实施例中的压电陶瓷超细粉体经流延成型制备而成。
73.本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法能够有效防止粉体团聚现象的发生，采用本实施例中的制备方法所制备的压电陶瓷超细粉体致密性好，没有团聚、开裂现象；本实施例中的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题；将本实施例中的压电陶瓷膜片制成压电陶瓷产品，具体制备压电陶瓷产品的方法步骤同实施例1中的相同，在此不再赘述；最终所制备的压电陶瓷产品显示出良好的性能，具体性能测试方法同实施例1中的性能测试方法相同，测试结果为：介电常数为2100、压电系数d
33
为400pc/n、居里温度为300℃、机械品质因数qm为90、机电耦合系数k
p
为0.69。
74.实施例3
75.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，该制备方法同实施例1的区别在于：步骤s1中称取压电陶瓷粉体原料15kg及去离子水8kg，其中，压电陶瓷粉体原料为(na
0.52k0.44
li
0.04
)(nb
0.89
sb
0.05
ta
0.06
)o3压电陶瓷粉体；步骤s2中向第一浆料中加入无水乙醇5kg，降低超细研磨机的转速至1000r/min继续研磨5min，形成第二浆料；其他方法和步骤同实施例1中的相同，在此不再赘述。
76.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体，该压电陶瓷超细粉体为本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法制备所得，压电陶瓷超细粉体d50约为0.65μm。
77.本实施例还提供一种压电陶瓷膜片，该压电陶瓷膜片为本实施例中的压电陶瓷超细粉体经流延成型制备而成。
78.本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法能够有效防止粉体团聚现象的发生，采用本实施例中的制备方法所制备的压电陶瓷超细粉体致密性好，没有团聚、开裂现象；本实施例中的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题；将本实施例中的压电陶瓷膜片
制成压电陶瓷产品，具体制备压电陶瓷产品的方法步骤同实施例1中的不同在于，烧结温度为1150℃，其他方法和步骤同实施例1中的相同，在此不再赘述；最终所制备的压电陶瓷产品显示出良好的性能，具体性能测试方法同实施例1中的性能测试方法相同，测试结果为：介电常数为1900、压电系数d
33
为340pc/n、居里温度为400℃、机械品质因数qm为80、机电耦合系数k
p
为0.35。
79.实施例4
80.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，该制备方法同实施例1的区别在于：步骤s1中称取压电陶瓷粉体原料8kg及去离子水12kg，加入超细研磨机中在2500r/min的转速下进行研磨细化30min，形成第一浆料，其中，压电陶瓷粉体原料为(na
0.52k0.44
li
0.04
)(nb
0.89
sb
0.05
ta
0.06
)o3压电陶瓷粉体；步骤s2中向第一浆料中加入无水乙醇2kg，降低超细研磨机的转速至1500r/min继续研磨2min，形成第二浆料；步骤s3中先在80℃下烘干6h，待基本无溶剂后，将温度升高至130℃进行烘干16h，得到含水率为4％的细粉体；其他方法和步骤同实施例1中的相同，在此不再赘述。
81.本实施例提供一种压电陶瓷超细粉体，该压电陶瓷超细粉体为本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法制备所得，压电陶瓷超细粉体d50约为0.5μm。
82.本实施例还提供一种压电陶瓷膜片，该压电陶瓷膜片为本实施例中的压电陶瓷超细粉体经流延成型制备而成。
83.本实施例中压电陶瓷超细粉体的制备方法能够有效防止粉体团聚现象的发生，采用本实施例中的制备方法所制备的压电陶瓷超细粉体致密性好，没有团聚、开裂现象；本实施例中的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题；将本实施例中的压电陶瓷膜片制成压电陶瓷产品，具体制备压电陶瓷产品的方法步骤同实施例3中的相同，在此不再赘述；最终所制备的压电陶瓷产品显示出良好的性能，具体性能测试方法同实施例1中的性能测试方法相同，测试结果为：介电常数为2000、压电系数d
33
为350pc/n、居里温度为390℃、机械品质因数qm为80、机电耦合系数k
p
为0.36。
84.综上所述，本发明中先将压电陶瓷粉体原料与去离子水混合进行研磨细化得到第一浆料，之后再加入无水乙醇继续研磨得到第二浆料，然后对第二浆料进行干燥，由于无水乙醇的快速挥发在粉体中留下气孔，从而避免粉体的团聚；采用两段不同温度对第二浆料进行干燥，从而达到有效降低压电陶瓷超细粉体的团聚问题，使得所制备的压电陶瓷超细粉体的颗粒均匀，d50为0.1μm～1μm，对后续流延制备高质量的压电陶瓷膜片提供了前提条件；且采用本发明中所制备的压电陶瓷超细粉体经流延成型得到的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题，后续最终制备的压电陶瓷产品也显示出良好的性能，不存在内部孔洞和缺陷的问题；另外，本发明中的制备方法操作更简单，无易燃易爆等风险，全程使用一台超细研磨机，且没有过多的粉体浪费，极大程度上节约了成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
85.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：s1、按照配比称取压电陶瓷粉体原料及去离子水，加入超细研磨机中进行研磨细化，形成第一浆料，其中，所述压电陶瓷粉体原料为钙钛矿结构的压电陶瓷粉体；s2、研磨细化完成后，向所述第一浆料中加入无水乙醇，降低所述超细研磨机的转速继续研磨，形成第二浆料；s3、取出所述第二浆料放置于烘箱中，在温度低于80℃下烘干一段时间后，再于100℃～150℃下烘干，得到细粉体；s4、将烘干后的所述细粉体过筛，得到压电陶瓷超细粉体。2.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述压电陶瓷粉体原料与所述去离子水的质量比为0.5：1～2：1；所述压电陶瓷粉体原料的粒径小于5μm。3.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述超细研磨机的转速为2000r/min～2500r/min；所述研磨细化的时间为25min～40min；步骤s1中所述超细研磨机中采用的研磨球为氧化锆球，所述氧化锆球的直径不大于2mm。4.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s1中形成的所述第一浆料与步骤s2中加入的所述无水乙醇的质量比为3：1～10：1。5.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述超细研磨机的转速为500r/min～2000r/min，所述研磨的时间为1min～5min。6.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s3中烘干后得到的所述细粉体的含水率低于5％。7.根据权利要求1所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法，其特征在于：步骤s4中采用振动筛对烘干后的所述细粉体过筛；得到的所述压电陶瓷超细粉体的d50为0.1μm～1μm。8.一种压电陶瓷超细粉体，其特征在于，所述压电陶瓷超细粉体为权利要求1～7任一所述的压电陶瓷超细粉体的制备方法所制备的压电陶瓷超细粉体。9.一种压电陶瓷膜片，其特征在于，所述压电陶瓷膜片为权利要求8中所述的压电陶瓷超细粉体经流延成型制备的压电陶瓷膜片。

技术总结

本发明提供一种压电陶瓷超细粉体、制备方法及压电陶瓷膜片，制备方法为：S1、按配比称取压电陶瓷粉体原料及去离子水，加入超细研磨机中研磨细化，形成第一浆料；S2、向第一浆料中加入无水乙醇，降低超细研磨机的转速继续研磨，形成第二浆料；S3、取出第二浆料置于烘箱中，低温烘干后，再高温烘干，得到细粉体；S4、将烘干后的细粉体过筛，得到压电陶瓷超细粉体；压电陶瓷膜片为上述压电陶瓷超细粉体经流延成型而成。本发明中的制备方法简单，无易燃易爆风险，无过多粉体浪费，节约成本；所制备的压电陶瓷超细粉体颗粒均匀、无团聚；经流延成型得到的压电陶瓷膜片未出现开裂、针孔或不成型的问题。题。题。