應用于倒車雷達傳感器的壓電陶瓷材料及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種壓電陶瓷材料，主配方包括（質量百分比）：Pb3O4?65%~68%、SrCO31%~2%、Li2CO30.1%~0.2%、Sb2O31.5%~2%、TiO211.5%~12%、ZrO217.5%~19%，主配方各組分總和100%；以主配方質量總和為基礎，添加鑭系稀土氧化物0.7%~1.5%。其制備方法包括：（1）按配方稱料；（2）一次球磨；（3）預燒；（4）二次球磨；所述的壓電陶瓷材料制備倒車雷達傳感器的方法包括：（1）擠壓；（2）排膠；（3）燒結；（4）按尺寸磨片；（5）印銀；（6）燒銀；（7）極化。所述的壓電陶瓷材料應用于制備倒車雷達傳感器。本發明專利技術具有以下有益效果：其溫度系數小于40ppm，合格率達85%以上，機電耦合系數Kp=62%，介電常數ε=2200，機械品質因素Qm=90。配方有利于提高車用倒車雷達傳感器的靈敏度、穩定電容量、降低余振，提高合格率，降低生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子材料壓電陶瓷
，特別涉及，，進一步地，涉及應用于制備倒車雷達傳感器。
技術介紹
壓電陶瓷由于它性能參數多樣性，振動模式的研究與開發利用以及器件制作技術的進步等因素，促使它在近十年來發展甚為迅速，應用日趨廣泛，對整個國民經濟的發展有著一定的影響。當在某些各向異性的多晶陶瓷材料上施加應力時，則陶瓷的某些表面上會出現電 荷，內部產生電場，這種效應稱為正壓電效應；反之，在陶瓷材料上施加電壓時，它會產生幾何變形，這一效應稱為逆壓電效應。壓電傳感器是由壓電芯片、鋁外殼、吸聲材料及引線組成，性能參數要求很高，對諧振頻率、動態電容、動態電阻、靈敏度、余振的溫度穩定性有嚴格的要求。性能參數的優劣，主要取決于壓電芯片的品質。這就要求制作芯片的壓電陶瓷材料性能指標符合傳感器性能指標的要求。傳感器芯片尤其對相對帶寬A f/fr，電容量C，諧振頻率fr，靈敏度Vr的穩定性要求很高，因為它會直接影響余振。在2011年6月的《壓電陶瓷在汽車領域中的應用研究》公開了壓電陶瓷在汽車的傳感領域中的應用汽車倒車防撞報警裝置由鋁合金外殼、壓電陶瓷換能器、吸聲材料、弓丨線電極所構成。在壓電陶瓷上加一電信號，便產生機械振動而發射超聲波，當超聲波在空氣傳播途中碰到障礙物立即被反射回來，作用于壓電陶瓷時，則會有電信號輸出，通過數據處理時間差測距，計算顯示車與障礙物的距離及危險相撞時報警，可準確無誤地探測汽車尾部及駕車者視角盲區的微小障礙物。現有的壓電陶瓷材料應用在制作汽車倒車雷達傳感器的主要缺點是原有PZT 二元系材料雖然常溫及正負溫性能尚能滿足要求，但是溫度系數只能達到80ppm，一般情況下，合格率只有60%，不利于提高車用倒車雷達傳感器的靈敏度。
技術實現思路
針對上述不足，本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種，其可以提高車用倒車雷達傳感器的靈敏度。本專利技術采用的基本思路是一種應用于倒車雷達傳感器的壓電陶瓷材料，其特征在于，按質量百分比計算配方包括主配方包括(質量百分比)=Pb3O4 65%飛8%、SrCO3 1% 2%、Li2CO3 0. 1% 0. 2%、Sb2O3 I. 5% 2%、TiO2 11. 5% 12%、ZrO2 17. 5% 19%，主配方各組分總和100% ;以主配方全部組份質量總和為基礎，添加鑭系稀土氧化物0. 79T1. 5%。所述的鑭系稀土氧化物選自氧化釹、氧化鑭、氧化鐿、氧化鈰中的一種或兩種以上混合。所述的壓電陶瓷材料應用于制備倒車雷達傳感器。本專利技術所述的壓電陶瓷材料的制備方法具體包括以下步驟步驟一，按配方稱料；步驟二，一次球磨；步驟三，預燒；步驟四，二次球磨。本專利技術所述的壓電陶瓷材料制備倒車雷達傳感器的方法具體包括以下步驟步驟a，擠壓；步驟b，排膠；步驟C，燒結；步驟d，按尺寸磨片；步驟e，印銀；步驟f，燒銀；步驟g，極化。本專利技術具有以下有益效果 第一，通過添加鑭系稀土氧化物，有利于提高壓電陶瓷材料的穩定性，使得制成的倒車雷達傳感器的性能指標穩定，超過原二元素材料指標，使靈敏度增加，諧振頻率變化率減小，電容量變化率減小，余震變化率減小，使得成品合格率顯著提高，達到86. 5%以上。 第二，有利于提高倒車雷達傳感器的靈敏度、穩定電容量，降低余震，提高合格率，降低生產成本。其溫度系數小于40ppm，合格率達85%以上，傳感器的合格率提高了 25%，機電耦合系數Kp=62%，介電常數e =2200，機械品質因素Qm=90。具體實施例方式為了便于對專利技術的進一步理解，下面對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。在以下實施例中，為了簡化描述，將壓電陶瓷材料制備方法和利用該壓電陶瓷材料制備倒車雷達傳感器的方法合并進行了描述，其中，步驟一至步驟四為壓電陶瓷的制備方法，步驟a至步驟i為利用該壓電陶瓷材料制備倒車雷達傳感器壓電發電振子的方法。一種應用于倒車雷達傳感器的壓電陶瓷材料，其特征在于，按質量百分比計算配方包括主配方包括(質量百分比)Pb3O4 65% 68%、SrCO3 1% 2%、Li2CO3 0. 1% 0. 2%、Sb2O3I.5% 2%、TiO2 11. 5% 12%、ZrO2 17. 5% 19%，主配方各組分總和100% ;以主配方全部組份質量總和為基礎，添加鑭系稀土氧化物0. 79T1. 5%。例如主配方全部組份質量總和100g，添加鑭系稀土氧化物0. 7g，此時全部組份的總重量為100. 7g ;如果添加鑭系稀土氧化物Ig ,此時全部組份的總重量為IOlg ;如添加添加鑭系稀土氧化物I. 5g，此時全部組份的總重量為101. 5g。以下表述類似。實施例一 按質量百分比計算主配方包括Pb304 65%、SrCO3 2%、Li2CO3 0. 2%、Sb2O3 2%、TiO212%、ZrO2 18. 8%，主配方質量總和為基礎，添加鑭系稀土氧化物CeO2 0.3%，及Yb2O3 0.4%。制備方法包括如下步驟 步驟一，按配方稱料 將主配方包括(質量百分比)的原料=Pb3O4 65%, SrCO3 2%、Li2C03 0. 2%, Sb2O3 2%, TiO212%、ZrO2 18. 8%，按主配方質量總和為基礎的CeO2 0. 3%，及Yb2O3 0. 4%進行配料； 步驟二,一次球磨 將步驟一的配制的原料于球磨機中混料，并加入鋼球，鋼球原料的重量比為3. 5 :1，球磨時間為6小時成為粉料，篩除鋼球得到粉料，將粉料烘干； 步驟三，預燒 將步驟二的烘干后的粉料放入氧化鋁球坩堝內，加蓋于850°C、50°C保溫2小時，預燒形成合成料；步驟四，二次球磨 將步驟三的合成料再次于球磨機中，按照鋼球合成料的重量比為3. 5 :1，球磨6小時，篩除鋼球，得到壓電陶瓷材料。一種應用所述的壓電陶瓷材料制備倒車雷達傳感器的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟a，擠壓 將所述的粉料烘干，外加7wt%的聚乙烯醇水溶液進行擠壓，形成坯片； 步驟b，排膠 將步驟a的坯片升溫至100°C，保溫2小時，再升溫至200°C，保溫2小時，再升溫至300 V，保溫2小時，再升溫至400 V，保溫2小時，再升溫至500 V，保溫I小時，再升溫至600°C，保溫I小時，再升溫至750°C，保溫I小時，然后排膠； 步驟c,燒結 將步驟b排膠后的坯片采用鋯鈦酸鉛粉料埋燒，在1200°C 1300°C燒成70分鐘，隨爐冷卻，形成壓電陶瓷片； 步驟d,按尺寸磨片 將步驟c的燒結好的壓電陶瓷片打磨至為直徑6 7臟，厚度為0. 2mm±0.01mm的壓電陶瓷片； 步驟e，印銀 采用絲網印刷工藝在步驟d的壓電陶瓷片的上、下表面印刷銀漿，形成印銀制品； 步驟f，燒銀 將步驟e的印銀制品置于加熱爐中，升溫至850°C，并保溫20分鐘，自然冷卻至室溫，形成燒銀制品； 步驟g，極化 將步驟f的燒銀制品，置于60°C 180°C的娃油中，施加3kv/mm 5kv/mm的直流電場，極化15分鐘，形成倒車雷達傳感器。在實際應用中，為了更好地保障產品質量，還可以增加如下步驟，當然，以下步驟并非實現本專利技術的必須步驟，可以根據需要省略或應用。步驟h，老化 再將施加電場狀態的倒車雷達傳感器放入硅油中進行急冷2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種壓電陶瓷材料，其特征在于，主配方包括(質量百分比)=Pb3O4 65%飛8%、SrCO31% 2%、Li2CO3 0. 1% 0. 2%, Sb2O3 I. 5% 2%、TiO2 11. 5% 12%、Zr02 17. 5% 19%，主配方各組分總和100% ;以主配方質量總和為基礎，添加鑭系稀土氧化物0. 79T1. 5%。2.如權利要求I所述的壓電陶瓷材料，其特征在于所述的鑭系稀土氧化物選自氧化釹、氧化鑭、氧化鐿、氧化鋪中的一種或兩種以上混合。3.如權利要求I所述的壓電陶瓷材料，其特征在于，所述的主配方包括=Pb3O467. 52%、Sr CO3 I. 35%、Li2CO3 0. 14%、Sb2O3 I. 66%、TiO2 11. 68%、ZrO2 17. 65%，鑭系稀土氧化物包括CeO2 0. 3%、Yb2O3O. 4%。4.如權利要求3所述的壓電陶瓷材料，其特征在于，所述的配方還包括以主配方質量總和為基礎，添加MnO3 0.25%。5.如權利要求4所述的壓電陶瓷材料，其特征在于，所述的配方還包括以主配方質量總和為基礎，添加SiO2 0.05%。6.權利要求I至5中任何一項所述的壓電陶瓷材料應用于制備倒車雷達傳感器。7.—種權利要求I所述的壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一，按配方稱料 將主配方包括(質量百分比)的原料Pb304 65% 75%、SrCO3 1% 2%、Li2CO3 0. 1% 0. 2%、Sb2O3 I. 5%2%, TiO2 11. 59Tl2%、Zr02 17. 59^19%，鑭系稀土氧化物按主配方質量總和為基礎的0. 7% I. 5%進行配料； 步驟二,一次球磨 將步驟一的配制的原料于球磨機中混料，并加入鋼球，鋼球原料的重量比為3. 5 :1，球磨時間為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖明成，許世甫，
申請(專利權)人：成都匯通西電電子有限公司，
類型：發明
國別省市：