專利名稱：：多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種揚聲器驅(qū)動器，尤其涉及一種多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方及其制造方法。
背景技術(shù)：
：壓電陶瓷材料是一種能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能性陶瓷材料，由于它具有高的壓電性能，已被廣泛應(yīng)用于各類電子器件中。多層壓電陶瓷揚聲器就是一種新型的電聲器件，它與傳統(tǒng)的動圈式揚聲器相比具有以下優(yōu)勢(1)壓電揚聲器結(jié)構(gòu)中不需要磁鐵，從而也不會存在任何的磁場對周圍的電路產(chǎn)生干擾和影響；(2)壓電揚聲器的厚度超薄，目前所制成的壓電揚聲器本身的厚度僅有0.7mm，而動圈式揚聲器的厚度一般均在3mm以上，相比之下，壓電揚聲器可安裝于更為狹小的空間中⑶壓電揚聲器具有輕便的特點，重量一般都小于lg，比傳統(tǒng)的動圈揚聲器輕30%50%;(4)壓電揚聲器功耗低，一般小于15mW，是動圈式揚聲器消耗功率的1/51/2，這大大延長了器件的電池壽命；(5)壓電揚聲器的聲學(xué)設(shè)計簡單，背面只需很少空間。正是由于壓電揚聲器的這些優(yōu)勢，在當(dāng)今器件小型化的趨勢下，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。主要用于消費電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，如手機、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、MP3、MP4、可攜式影音產(chǎn)品、手持電子游戲機等。多層壓電揚聲器由兩部分組成，一部分是在厚度方向極化了的多層壓電陶瓷驅(qū)動器，一部分是金屬基板(也稱振膜)，而多層壓電陶瓷驅(qū)動器則是壓電揚聲器的核心。我們知道，壓電陶瓷材料大都是鉛基氧化物，在高溫?zé)Y(jié)時，由于氧化鉛的揮發(fā)，將導(dǎo)致化學(xué)計量偏離，性能下降和對環(huán)境的污染，同時，還浪費能源；另外一個方面，壓電揚聲器的驅(qū)動器必須采用多層結(jié)構(gòu)，燒結(jié)多層結(jié)構(gòu)器件時，需在銀漿中添加部分貴金屬鈀(Pd)作為內(nèi)電極燒結(jié)，一般情況下，燒結(jié)溫度越高，電極漿料中含鈀量越大，而使得內(nèi)電極所用的漿料價格越高。因此，降低燒結(jié)溫度不僅有利于減少氧化鉛(PbO)的揮發(fā)，而且可以減小漿料中鈀含量或者不用添加鈀而用純銀漿，降低內(nèi)電極的成本，有利于多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)。目前，國外多層壓電陶瓷材料的燒結(jié)溫度一般在1150°C左右，所用內(nèi)電極為鈀含量超過35%的銀-鈀電極，價格昂貴、成本高，且陶瓷膜片燒結(jié)的變形大、合格率低。而國內(nèi)的一些廠家雖然使用在9801050°C的低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，但所用內(nèi)電極仍然為含量為1015%的鈀漿料，價格仍然較貴。因此，本發(fā)明的工作旨在找出一種合適的壓電陶瓷材料的配方及其制造方法以降低燒結(jié)溫度，從而使用純銀漿的內(nèi)電極材料，同時又能兼顧多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器所要求的高平面機電耦合系數(shù)、低的機械品質(zhì)因數(shù)和低的機電損耗。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種具有超低燒結(jié)溫度、制造成本較低的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為所述的揚聲器驅(qū)動器用多層壓電陶瓷的配方的化學(xué)計量通式為PlvxSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25_y_z)Zr0.375Ti0.37503+tLi2C03+uMnCO3其中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.00wt%<u<0.200wt%，wt%重量百分比。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種具有超低燒結(jié)溫度、制造成本較低的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法，包括如下步驟(1)配料、攪拌球磨、砂磨按配方通式的化學(xué)計量比稱取Pb304、SrCO3>ZnO、Nb2O5,NiO、Sb2O5,ZrO2,TiO2,MnCO3^Li2CO3進行混合，然后將其加入到攪拌球磨機內(nèi)，向攪拌球磨機內(nèi)加入去離子水為分散劑，向攪拌球磨機內(nèi)加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，去離子水與原料的重量比為11.52，用攪拌球磨機球磨35小時，攪拌球磨機上變頻器的頻率設(shè)置為4045HZ，分離氧化鋯球，將混合料一并加入到砂磨機，用砂磨機磨12小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為20002200轉(zhuǎn)/分，用粒度儀測定，其粒度應(yīng)符合d(50)=0.10.2um,出料，放入恒溫干燥箱內(nèi)90120度溫度干燥812小時，再將物料放入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩；(2)預(yù)燒將粉碎后的物料置于氧化鋁坩堝內(nèi)，并壓實加蓋，在箱式的電阻爐內(nèi)以800820度預(yù)燒保溫24小時，自然冷卻到室溫、出爐；(3)砂磨與烘干將預(yù)燒粉體搗碎并放入萬能粉碎機進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩，將磨碎后的粉體裝入不銹鋼盆內(nèi)并加入去離子水，攪拌均勻后一并移入到砂磨機內(nèi)，去離子水與粉體的重量比為11.52，用砂磨機磨12小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為20002200轉(zhuǎn)/分，出料，將混合料放入潔凈的不銹鋼烘盤中并移送到恒溫干燥箱內(nèi)80120度烘干812小時，再將物料加入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過100目的標(biāo)準(zhǔn)篩；(4)流延漿的制備將上述瓷粉與溶劑按一定比例加入到球磨罐中，并加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨分散510小時，之后加入粘合劑繼續(xù)球磨1015小時，過濾出料。其中溶劑為甲苯或二甲苯和無水酒精，其與瓷粉的比例為0.300.351;粘合劑(26%PVB甲苯溶液)與瓷粉的比例為0.250.351；氧化鋯球與瓷粉的比例為1.52.01；(5)流延成膜將上述過濾出料的流延漿在真空度為0.0500.065MPa的條件下脫泡12小時，靜置1012小時，之后用流延機進行流延成膜，帶速控制在5001200rpm，流延機各溫度區(qū)域的干燥溫度為6090、90100、90110度；同時，還須調(diào)節(jié)好膜片干燥的抽風(fēng)量的大??；膜片的厚度控制在2050um，當(dāng)然，不同的膜厚，需要調(diào)節(jié)干燥區(qū)的溫度及抽風(fēng)量；流延機自動將膜片切成所設(shè)定需要尺寸的膜片；(6)印刷疊層調(diào)整好自動上料印刷疊層機，主要包括調(diào)整處理壓合座，對網(wǎng)、調(diào)整刮板及烘干箱調(diào)至設(shè)定的溫度；用純銀漿作為電極的印刷材料，鋪一層上述膜片在印刷載板上，按設(shè)計好的網(wǎng)板印一層，烘干，溫度為6080度；再鋪一層膜片，壓合，其壓合壓力為1525MPa，印刷；如此重復(fù)，按多層壓電揚聲器驅(qū)動器的要求，到膜片疊層到35層，將膜片從印刷載板上取下用真空包裝機將膜片封于PE的專用塑料袋內(nèi)，須保證不漏氣，一整版印刷后的膜片包含了多個坯件；(7)層壓將上述裝有印刷疊層好的膜片的包裝袋放入智能熱等均壓機內(nèi)進行層壓，使其各層間在一定的溫度及壓力下更加致密；層壓的溫度為5570度，壓力為2050Mpa；(8)切割層壓完后，小心剪去塑料包裝袋，取出生膜片，按印刷上去的切割線切割成單個的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的坯件；將此坯件小心用毛筆蘸上銀漿按極性進行封端；(9)排膠將上述封端好的坯件放入箱式電阻爐或隧道爐內(nèi)，溫度280350度，保溫2550小時進行有機物排除，再升溫到500700度，最后，隨爐自然冷卻到室溫；(10)燒結(jié)將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度25度/分鐘，在900920度燒結(jié)保溫24小時，隨爐自然冷卻到室溫；(11)極化將燒結(jié)好的器件置于專用的夾具內(nèi)，將整體的夾具放入到烘箱內(nèi)加熱到180260度，在此溫度下，給器件施加2538V的直流電壓，持續(xù)1530分鐘，制備成多層壓電陶瓷揚聲器用驅(qū)動器。為了更好地解決本發(fā)明的另一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的進一步技術(shù)方案為在所述的配料、攪拌球磨、砂磨工藝步驟(1)中，將混合料一并加入到砂磨機，用砂磨機磨1.5小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，用粒度儀測定，其粒度應(yīng)符合d(50)=0.10.15um。為了更好地解決本發(fā)明的另一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的進一步技術(shù)方案為在所述的預(yù)燒工藝步驟(2)中，將粉碎后的物料置于氧化鋁坩堝內(nèi)，并壓實加蓋，在箱式的電阻爐內(nèi)800820度預(yù)燒保溫23小時。為了更好地解決本發(fā)明的另一技術(shù)問題，本發(fā)明采用的進一步技術(shù)方案為在所述的燒結(jié)工藝步驟(10)中，將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度23度/分鐘，在900920度燒結(jié)保溫23小時。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方及其制造方法，通過對配方的優(yōu)化，在滿足多層壓電陶瓷驅(qū)動器各類性能的條件下，使燒結(jié)溫度控制在900-930度超低溫度，與傳統(tǒng)的高溫?zé)Y(jié)1050-1150度及低溫?zé)Y(jié)980-1050度相比存在以下優(yōu)點1、可大量節(jié)省電能，并延長高溫?zé)Y(jié)設(shè)備的使用壽命，大大降低氧化鉛(PbO)揮發(fā)，減小對環(huán)境的污染。2、由于壓電陶瓷片只有0.Imm左右的厚度，在高溫?zé)Y(jié)中特別容易變形，本發(fā)明采用超低溫?zé)Y(jié)工藝，可減小燒結(jié)過程中產(chǎn)品變形，可大大提高產(chǎn)品的良品率，為產(chǎn)業(yè)化提供便利，降低成本。3、可使用純銀漿為內(nèi)電極材料，取代了高溫?zé)Y(jié)所用價格昂貴的銀一鈀漿內(nèi)電極材料，因此，使其制造多層壓電陶瓷驅(qū)動器的成本比同類產(chǎn)品使用銀-鈀漿產(chǎn)品的制造成本低60%150%，這一點具有非常強的競爭力。具體實施例方式下面通過具體實施例詳細(xì)描述一下本發(fā)明的具體內(nèi)容。實施例一本發(fā)明用Sr取代部分Pb，可以減少鉛的揮發(fā)使燒結(jié)變得容易，同時，引入一定量的銻鋰酸鉛，可降低Qm值，加入適量的Li2CO3作為低溫添加劑，適量的MnCO3可提高材料的溫度穩(wěn)定性，提高陶瓷片的強度，但只能添加微量。因此以純銀為內(nèi)電極超低溫?zé)Y(jié)的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，其化學(xué)計量通式為PlvxSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25_y_z)Zr0.375Ti0.37503+tLi2C03+uMnCO3其中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.00wt%<u<0.200wt%，wt%重量百分比。選取χ=0·02，0·04，0·08，0·10y=0.10ζ=0.08t=0.10u=0·05作為實例一配方。其制造工藝步驟如下1、配料、攪拌球磨、砂磨按χ=0.02,0.04,0.08,0.08y=0.12、ζ=0.08、t=0.10、u=0.05化學(xué)計量配比稱取Pb304、SrCO3>ZnO、Nb2O5,NiO、Sb2O5,ZrO2,TiO2,MnCO3>Li2CO3進行混合，然后將其加入到攪拌球磨機內(nèi)，向攪拌球磨機內(nèi)加入去離子水為分散劑，向攪拌球磨機內(nèi)加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，去離子水與原料的重量比為11.5，用攪拌球磨機球磨3小時，攪拌球磨機上變頻器的頻率設(shè)置為40HZ，分離氧化鋯球，將混合料一并加入到砂磨機，用砂磨機磨1.5小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，用粒度儀測定，其粒度應(yīng)符合d(50)=0.114um,出料，放入恒溫干燥箱內(nèi)90度溫度干燥2小時，再將溫度設(shè)定到120干燥8小時，再將物料放入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩。在本發(fā)明多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法的工藝步驟1中，采用了先球磨再砂磨的方法將粉體處理的超細(xì)、與同類產(chǎn)品制造工藝相比，其粉體分散性好，摻雜均勻，比表面積大，反應(yīng)活性高等優(yōu)點，也為實現(xiàn)低溫預(yù)燒及低溫?zé)Y(jié)起到一定的作用。(2)預(yù)燒將粉碎后的物料置于氧化鋁坩堝內(nèi)，并壓實加蓋，在箱式的電阻爐內(nèi)以800度預(yù)燒保溫2小時，自然冷卻到室溫、出爐。(3)砂磨與烘干將預(yù)燒粉體搗碎并放入萬能粉碎機進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩，將磨碎后的粉體裝入不銹鋼盆內(nèi)并加入去離子水，攪拌均勻后一并移入到砂磨機內(nèi)，去離子水與粉體的重量比為11.5，用砂磨機磨1.5小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，出料，將混合料放入潔凈的不銹鋼烘盤中并移送到恒溫干燥箱內(nèi)內(nèi)90度溫度干燥2小時，再將溫度設(shè)定到120干燥8小時，再將物料加入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過100目的標(biāo)準(zhǔn)篩。(4)流延漿的制備將上述瓷粉與溶劑按一定比例加入到球磨罐中，并加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨分散6小時，之后加入粘合劑繼續(xù)球磨12小時，過濾出料。其中溶劑為甲苯或二甲苯和無水酒精，其與瓷粉的比例為0.30:1；粘合劑(26%PVB甲苯溶液)與瓷粉的比例為0.351；氧化鋯球與瓷粉的比例為1.51。(5)流延成膜將上述過濾出料的流延漿在真空度為0.050MPa的條件下脫泡1小時，靜置12小時，之后用流延機進行流延成膜，帶速控制在800rpm，流延機各溫度區(qū)域的干燥溫度為90、100、110度；同時，還須調(diào)節(jié)好膜片干燥的抽風(fēng)量的大??；膜片的厚度控制在35um，當(dāng)然，不同的膜厚，需要調(diào)節(jié)干燥區(qū)的溫度及抽風(fēng)量；流延機自動將膜片切成所設(shè)定需要尺寸的膜片。(6)印刷疊層調(diào)整好自動上料印刷疊層機，主要包括調(diào)整處理壓合座，對網(wǎng)、調(diào)整刮板及烘干箱調(diào)至設(shè)定的溫度；用純銀漿作為電極的印刷材料，鋪一層上述膜片在印刷載板上，按設(shè)計好的網(wǎng)板印一層，烘干，溫度為80度；再鋪一層膜片，壓合，其壓合壓力為20MPa，印刷；如此重復(fù)，按多層壓電揚聲器驅(qū)動器的要求，到膜片疊層到3層，將膜片從印刷載板上取下用真空包裝機將膜片封于PE的專用塑料袋內(nèi)，須保證不漏氣，一整版印刷后的膜片包含了多個坯件。(7)層壓將上述裝有印刷疊層好的膜片的包裝袋放入智能熱等均壓機內(nèi)進行層壓，使其各層間在一定的溫度及壓力下更加致密；層壓的溫度為5570度，壓力為2050Mpa。(8)切割層壓完后，小心剪去塑料包裝袋，取出生膜片，按印刷上去的切割線切割成單個的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的坯件；將此坯件小心用毛筆蘸上銀漿按極性進行封端。(9)排膠將上述封端好的坯件放入箱式電阻爐或隧道爐內(nèi)，溫度340度，保溫45小時進行有機物排除，再升溫到700度，最后，隨爐自然冷卻到室溫。(10)燒結(jié)將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度25度/分鐘，兩種料分別在880、900、920、940、960、980度燒結(jié)保溫2小時，隨爐自然冷卻到室溫。(11)極化將燒結(jié)好的器件置于專用的夾具內(nèi)，將整體的夾具放入到烘箱內(nèi)加熱到180260度，在此溫度下，給器件施加2538V的直流電壓，持續(xù)1530分鐘，制備成多層壓電陶瓷揚聲器用驅(qū)動器。按上述方法制備的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器放置12小時測試其壓電性能，測試所用儀器精密LCR數(shù)字電橋TH2818自動元件分析儀，由常州同惠電子有限公司生產(chǎn)。表1不同燒結(jié)溫度下，不同鍶含量對材料壓電性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表1可以得出，多層壓電揚聲器驅(qū)動器的相關(guān)的性能參數(shù)在900-920度的燒結(jié)溫度時，其性能最好。同時，在X=0.06時，壓電陶瓷器件Kp值最高，Qm最低，機電損耗最小，靜態(tài)電容最大；壓電性能最好。實施例二以純銀為內(nèi)電極超低溫?zé)Y(jié)的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，其化學(xué)計量通式為PlvxSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25丁z)Zr0.375Ti0.37503+tLi2C03+uMnCO3其中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.00wt%<u<0.200wt%，wt%重量百分比。我們選取χ=0.06y=0·05、0·10、0·12、0·15ζ=0·08、t=0·10、u=0·05作為實例二配方，實施實例二的制造工藝方法步驟與實例一制造工藝步驟相同，僅在實例1的制造工藝步驟10中改為將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度2-5度/分鐘，兩種料分別在880、900、920、940、960度燒結(jié)保溫2h，隨爐自然冷卻到室溫。按上述工藝方法制備的多層壓電陶瓷揚聲器的驅(qū)動器放置12h測試其壓電性能，測試所用儀器精密LCR數(shù)字電橋TH2818自動元件分析儀，由常州同惠電子有限公司生產(chǎn)；表2、不同燒結(jié)溫度下，不同(Zn1/3Nb2/3)含量對材料壓電性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由表2可以得出，多層壓電揚聲器驅(qū)動器的相關(guān)的性能參數(shù)在900-920度的燒結(jié)溫度時，其性能最好。同時，在y=0.12時，多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的Kp值最高，Qm最低，機電損耗最小，靜態(tài)電容最大；壓電性能最好。實施實例三以純銀為內(nèi)電極超低溫?zé)Y(jié)的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，用下述通式PlvxSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25_y_z)Zra375Ti0.37503+tLi2C03+UMnC03表示材料的組成，式中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.OOwt%<u<0.200wt%。我們選取χ=0.06,y=0.12，ζ=0.04,0.06,0.08,0.10，t=0·10，u=0.05作為實例二配方，實施實例三的制造工藝方法步驟與實例二制造工藝步驟相同。按上述工藝方法制備的多層壓電陶瓷揚聲器的驅(qū)動器放置12h測試其壓電性能，測試所用儀器精密LCR數(shù)字電橋TH2818自動元件分析儀，由常州同惠電子有限公司生產(chǎn)。表3、不同燒結(jié)溫度下，不同(Ni1/3Nb2/3)含量對材料壓電性能的影響燒結(jié)溫度(NiKp值Qm靜態(tài)電容機電損耗<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表3可以得出，多層壓電揚聲器驅(qū)動器的相關(guān)的性能參數(shù)在900-920度的燒結(jié)溫度時，其性能最好。同時，在ζ=0.08時，多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的Kp值最高，Qm最低，機電損耗最小，靜態(tài)電容最大；壓電性能最好。實施實例四以純銀為內(nèi)電極超低溫?zé)Y(jié)的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，用下述通式PlvxSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25-y_z)Zr0.375Ti0.37503+tLi2C03+uMnC03表示材料的組成，式中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.OOwt%<u<0.200wt%。我們選取χ=0.06,y=0.12，ζ=0.08，t=0.03,0.06，0·08,0.10，u=0.05作為實例二配方，實施實例四的制造工藝方法步驟與實例二制造工藝步驟相同。按上述工藝方法制備的多層壓電陶瓷揚聲器的驅(qū)動器放置12h測試其壓電性能，測試所用儀器精密LCR數(shù)字電橋TH2818自動元件分析儀，由常州同惠電子有限公司生產(chǎn)。表4、不同燒結(jié)溫度下，不同Li2C03含量對材料壓電性能的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由表4可以得出，隨著Li2CO3含量的減少，燒結(jié)溫度越高，其多層壓電揚聲器驅(qū)動器的相關(guān)的性能參數(shù)趨好。含量少于0.03%時，在燒結(jié)溫度在920度以下時還測不到器件的壓電性能，而當(dāng)含量達(dá)到0.時，燒結(jié)溫度在900-920度時，其多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的Kp值最高，Qm最低，機電損耗最小，靜態(tài)電容最大。綜上，本發(fā)明以純銀為內(nèi)電極超低溫?zé)Y(jié)的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，用下述通式PbhSrx(Znl73Nb273)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25_y_z)Zr0.375Ti0.37503+tLi2C03+UMnC03表示材料的組成，式中0.OOOmol<χ<0.IOOmol；0.OOOmol<y<0.150mol；0.OOOmol<ζ<0.IOOmol；0.OOwt%<t<0.200wt%；0.OOwt%<u<0.200wt%。我們選取X=0.06,y=0.12，ζ=0.08，t=0.10，u=0.05作為配方化學(xué)計量，按本發(fā)明實施例的制造工藝步驟，已制造出以純銀為內(nèi)電極材料，燒結(jié)溫度在900或920度的條件下的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器，其性能符合要求。本發(fā)明通過大量的實驗數(shù)據(jù)證明其預(yù)燒溫度控制在800820度，保溫24小時；其燒成溫度在900-920度，保溫24小時，內(nèi)電極材料使用純銀漿，其壓電陶瓷驅(qū)動器的性能參數(shù)以三層結(jié)構(gòu)，流延膜片厚度為3537um，壓電驅(qū)動器的尺寸為18*18(L*W)為例(注由于多層壓電陶瓷驅(qū)動器的各項性能參數(shù)因幾何尺寸的不同而不同，因此本發(fā)明中在沒有特別說明時，其都指的是“三層結(jié)構(gòu)，流延膜片厚度為3537um，壓電驅(qū)動器的尺寸為L*W=18*18)平面機電耦合系數(shù)Kp>0.50靜態(tài)電容量Ctl>650nF,機械品質(zhì)因數(shù)Qm<50機電損耗Tgδ<3.0%完全能達(dá)到多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的性能要求。權(quán)利要求多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方，其特征在于所述的揚聲器驅(qū)動器用多層壓電陶瓷的配方的化學(xué)計量通式為Pb1-xSrx(Zn1/3Nb2/3)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25-y-z)Zr0.375Ti0.375O3+tLi2CO3+uMnCO3其中0.000mol＜x＜0.100mol；0.000mol＜y＜0.150mol；0.000mol＜z＜0.100mol；0.00wt％＜t＜0.200wt％；0.00wt％＜u＜0.200wt％，wt％重量百分比。2.—種權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法，其特征在于包括如下步驟(1)配料、攪拌球磨、砂磨按配方通式的化學(xué)計量比稱取Pb304、SrCO3>ZnO、Nb2O5,NiO、Sb2O5,ZrO2,TiO2,MnCO3>Li2CO3進行混合，然后將其加入到攪拌球磨機內(nèi)，向攪拌球磨機內(nèi)加入去離子水為分散劑，向攪拌球磨機內(nèi)加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，去離子水與原料的重量比為11.52，用攪拌球磨機球磨35小時，攪拌球磨機上變頻器的頻率設(shè)置為4045HZ，分離氧化鋯球，將混合料一并加入到砂磨機，用砂磨機磨12小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為20002200轉(zhuǎn)/分，用粒度儀測定，其粒度應(yīng)符合d(50)=0.10.2um,出料，放入恒溫干燥箱內(nèi)90120度溫度干燥812小時，再將物料放入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩；(2)預(yù)燒將粉碎后的物料置于氧化鋁坩堝內(nèi)，并壓實加蓋，在箱式的電阻爐內(nèi)以800820度預(yù)燒保溫24小時，自然冷卻到室溫、出爐；(3)砂磨與烘干將預(yù)燒粉體搗碎并放入萬能粉碎機進行磨碎，出料，通過80目的標(biāo)準(zhǔn)篩，將磨碎后的粉體裝入不銹鋼盆內(nèi)并加入去離子水，攪拌均勻后一并移入到砂磨機內(nèi)，去離子水與粉體的重量比為11.52，用砂磨機磨12小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為20002200轉(zhuǎn)/分，出料，將混合料放入潔凈的不銹鋼烘盤中并移送到恒溫干燥箱內(nèi)80120度烘干812小時，再將物料加入到萬能粉碎機中進行磨碎，出料，通過100目的標(biāo)準(zhǔn)篩；(4)流延漿的制備將上述瓷粉與溶劑按一定比例加入到球磨罐中，并加入氧化鋯球為球磨介質(zhì)，球磨分散510小時，之后加入粘合劑繼續(xù)球磨1015小時，過濾出料。其中溶劑為甲苯或二甲苯和無水酒精，其與瓷粉的比例為0.300.351;粘合劑(26%PVB甲苯溶液)與瓷粉的比例為0.250.351；氧化鋯球與瓷粉的比例為1.52.01；(5)流延成膜將上述過濾出料的流延漿在真空度為0.0500.065MPa的條件下脫泡12小時，靜置1012小時，之后用流延機進行流延成膜，帶速控制在5001200rpm，流延機各溫度區(qū)域的干燥溫度為6090、90100、90110度；同時，還須調(diào)節(jié)好膜片干燥的抽風(fēng)量的大小；膜片的厚度控制在2050um，當(dāng)然，不同的膜厚，需要調(diào)節(jié)干燥區(qū)的溫度及抽風(fēng)量；流延機自動將膜片切成所設(shè)定需要尺寸的膜片；(6)印刷疊層調(diào)整好自動上料印刷疊層機，主要包括調(diào)整處理壓合座，對網(wǎng)、調(diào)整刮板及烘干箱調(diào)至設(shè)定的溫度；用純銀漿作為電極的印刷材料，鋪一層上述膜片在印刷載板上，按設(shè)計好的網(wǎng)板印一層，烘干，溫度為6080度；再鋪一層膜片，壓合，其壓合壓力為1525MPa，印刷；如此重復(fù)，按多層壓電揚聲器驅(qū)動器的要求，到膜片疊層到35層，將膜片從印刷載板上取下用真空包裝機將膜片封于PE的專用塑料袋內(nèi)，須保證不漏氣，一整版印刷后的膜片包含了多個坯件；(7)層壓將上述裝有印刷疊層好的膜片的包裝袋放入智能熱等均壓機內(nèi)進行層壓，使其各層間在一定的溫度及壓力下更加致密；層壓的溫度為5570度，壓力為2050Mpa；(8)切割層壓完后，小心剪去塑料包裝袋，取出生膜片，按印刷上去的切割線切割成單個的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的坯件；將此坯件小心用毛筆蘸上銀漿按極性進行封端；(9)排膠將上述封端好的坯件放入箱式電阻爐或隧道爐內(nèi)，溫度280350度，保溫2550小時進行有機物排除，再升溫到500700度，最后，隨爐自然冷卻到室溫；(10)燒結(jié)將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度25度/分鐘，在900920度燒結(jié)保溫24小時，隨爐自然冷卻到室溫；(11)極化將燒結(jié)好的器件置于專用的夾具內(nèi)，將整體的夾具放入到烘箱內(nèi)加熱到180260度，在此溫度下，給器件施加2538V的直流電壓，持續(xù)1530分鐘，制備成多層壓電陶瓷揚聲器用驅(qū)動器。按照權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法，其特征在于在所述的配料、攪拌球磨、砂磨工藝步驟(1)中，將混合料一并加入到砂磨機，用砂磨機磨1.5小時，砂磨機的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，用粒度儀測定，其粒度應(yīng)符合d(50)=0.10.15um。3.按照權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法，其特征在于在所述的預(yù)燒工藝步驟(2)中，將粉碎后的物料置于氧化鋁坩堝內(nèi)，并壓實加蓋，在箱式的電阻爐內(nèi)800820度預(yù)燒保溫23小時。4.按照權(quán)利要求1所述的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的制造方法，其特征在于在所述的燒結(jié)工藝步驟(10)中，將上述排膠的坯件放入到箱式的燒結(jié)爐或者隧道燒結(jié)爐中，并用方形的氧化鋁坩堝倒扣在坯件上密封，升溫速度23度/分鐘，在900920度燒結(jié)保溫23小時。全文摘要本發(fā)明公開了一種具有超低燒結(jié)溫度、制造成本較低的多層壓電陶瓷揚聲器驅(qū)動器的配方及其制造方法，所述的揚聲器驅(qū)動器用多層壓電陶瓷的配方的化學(xué)計量通式為Pb1-xSrx(Zn1/3Nb2/3)y(Ni1/3Nb2/3)z(Li1/2Sb1/2)(0.25-y-z)Zr0.375Ti0.375O3+tLi2CO3+uMnCO3其中0.000mol＜x＜0.100mol；0.000mol＜y＜0.150mol；0.000mol＜z＜0.100mol；0.00wt％＜t＜0.200wt％；0.00wt％＜u＜0.200wt％，wt％重量百分比。文檔編號H04R31/00GK101820569SQ20101012751公開日2010年9月1日申請日期2010年3月19日優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日發(fā)明者賈開成,邵育萍,龍平江申請人:張家港市玉同電子科技有限公司