專利名稱:無鉛電致伸縮材料的制作方法
本發(fā)明涉及一種無鉛電致伸縮材料。
一般的電致伸縮材料都含有鉛，如目前的最新材料0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3·0.1PbTiO3〔見K·Uchino，S·Nomura，L·E·Cross，R·E·Newnham，“Electrostrictive Effect in perovskite and It Trasducer Applications”，J.Mater.Sci.，16(1981)，569〕，都含有不少鉛。由于鉛是一種有毒的物質(zhì)，含鉛材料的制備和生產(chǎn)會給從事科研和生產(chǎn)人員的身體健康帶來極大的危害作用。為了減少這種危害性，需要增加復雜的防護設(shè)備，造成投資大，成本高。
本發(fā)明的任務就是要提供一種不含鉛的新的電致伸縮材料，解決生產(chǎn)過程中存在的公害問題，使設(shè)備投資少，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明材料所采用的配方是(Ba1-xLax)(Ti1-yZry)O3，其中0＜x＜0.10，0.05＜y＜0.25，為了改善材料的致密度和電導率，可以在這個配方的基礎(chǔ)上加入一些添加劑，這些添加劑可以是Fe2O3、Co2O3、MnO、MnO2、Cr2O3、Se2O3、NiO，把它們按一定比例摻合制成所要的電致伸縮材料，其中采用Fe2O3作為添加劑的配方如下(Ba1-xLax)(Ti1-yZry)O3+awt%Fe2O3，其中0＜x＜0.10，0.05＜y＜0.25，0＜a＜0.3。
新電致伸縮材料的生產(chǎn)工藝流程如下1.混料按所要求組分的量把它們混在一起并用球磨機球磨24小時。
2.予燒材料經(jīng)混料后壓成塊，在900℃的溫度下恒溫燒2小時。
3.粉碎經(jīng)予燒后的材料用球磨機磨72小時。
4.成型材料經(jīng)過粉碎后再進行軋膜和干壓;對于軋膜，即加入濃度18%的聚乙烯醇，重量占材料總量的25%;對于干壓，加入濃度6%的聚乙烯醇，重量占總重量的6%。
5.排膠以30～40℃/小時的加熱速度逐漸對材料加熱升溫，然后在750℃的溫度下恒溫半小時。
6.燒成把經(jīng)過上述幾道工序處理過的材料最后放在1220～1250℃的高溫下恒溫燒1小時，至此，新材料的制造過程便告結(jié)束。
不同X值樣品的電致伸縮橫向應變與電場關(guān)系曲線如圖1所示圖1中曲線(1)對應X＝0.031，曲線(2)對應X＝0.011，曲線(3)對應X＝0.008，曲線(4)對應X＝0.006，曲線(5)對應X＝0.004，曲線(6)對應X＝0.003，曲線(7)對應X＝0.001，以上所有曲線的Y＝0.20。
不同y值樣品的電致伸縮橫向應變與電場的關(guān)系曲線如圖2所示，圖2中曲線(1)對應y＝0.24，曲線(2)對應y＝0.22，曲線(3)對應y＝0.20，曲線(4)對應y＝0.18，曲線(5)對應y＝0.14，以上所有曲線的X＝0.001。
各種材料的實驗配方及電致伸縮系數(shù)如下表所示。
當x＝0.001，y＝0.18，a＝0.17時，材料的組分為(Ba0.999La0.001)(Ti0.82Zr0.18)O3+0.17wt%Fe2O3，此時所測得的參數(shù)為當雙極單體結(jié)構(gòu)、電場強度為10KV/cm時，縱向應變1×10-4、橫向應變3×10-3;當多電極迭層結(jié)構(gòu)(50×0.2mm)、電壓500V時，縱向伸長6微米，橫向伸長按要求設(shè)計為11微米，在這種配方下，所測得性能最佳。
本發(fā)明材料可代替目前所有含鉛的電致伸縮材料，用于制造數(shù)+微米以下的微位移電控器件、多位鏡、高靈敏AC干涉膨脹儀等各種光學器件，還可代替目前所用的壓電材料制成微小位移調(diào)制器，它的用途廣泛、生產(chǎn)安全、設(shè)備簡單、成本低，是目前理想的電致伸縮材料。
權(quán)利要求
1.一種電致伸縮材料，其特征是在材料中不含鉛元素，其分子式為(Ba1-xLax)(Ti1-yZry)O3，其中O＜x＜0.10，0.05＜y＜0.25。
2.一種如權(quán)利要求
1所說的電致伸縮材料，其特征在于在材料中加進了添加劑。
3.一種如權(quán)利要求
1、2所說的電致伸縮材料，其特征在于在材料中所加進的添加劑是Fe2O3，其組分為(Ba1-xLax)(Ti1-yZry)O3+awt%Fe2O3，其中0＜a＜0.3。
4.一種如權(quán)利要求
3所說的電致伸縮材料，其特征在于x＝0.001，y＝0.18，a＝0.17，其組分為(Ba0.999La0.001)(Ti0.82Zr0.18)O3+0.17wt%Fe2O3。
專利摘要
無鉛電致伸縮材料。本發(fā)明涉及一種無鉛電致伸縮材料。
文檔編號C04B35/46GK85101594SQ85101594
公開日1986年9月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者王虹, 許煜寰 申請人:中山大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan