丝网印刷法制备NBT-xBT无铅压电陶瓷厚膜技术研究

"丝网印刷法制备NBT-xBT无铅压电陶瓷厚膜，通过优化粉体、浆料和烧结工艺，确定了无铅压电陶瓷的最佳成分和处理条件，旨在实现高效、稳定的压电性能。" 无铅压电陶瓷因其环保特性，近年来在电子器件领域得到了广泛关注。NBT-xBT（(1-x)(Na0.5Bi0.5)TiO3-xBaTiO3）是一种钙钛矿型铁电固溶体，由于其位于准同型相界附近，表现出优异的压电活性。这种固溶体由钠铋钛酸盐（NBT）和钡钛酸盐（BT）组成，通过调整x值可以控制其物理性质，以达到最佳压电性能。 丝网印刷技术作为一种经济且高效的薄膜制备方法，被用于制备NBT-xBT无铅压电陶瓷厚膜。这种方法具有操作简单、成本低、可控性强等优点，适合大规模生产。在本研究中，通过调节x值（x=0, 0.03, 0.06, 0.09），研究人员探索了不同组成比例对压电陶瓷性能的影响，最终发现x=0.06时，材料的压电活性最高，即准同型相界位于此附近。 粉体制备是整个工艺的关键步骤之一。研究者对预烧温度进行了系统研究，发现750℃至900℃范围内，850℃预烧的粉体最理想，此时钙钛矿型结构转化完全，没有杂峰相出现，同时能有效避免因高温导致的易挥发元素（如钠）的挥发。 接着，通过比较1000℃、1050℃和1100℃三个烧结温度，研究发现1100℃烧结的厚膜物相最为纯净，无明显杂峰，表明这是理想的烧结温度。其他两个温度下，烧结的厚膜物相分析显示存在较多杂峰，可能影响压电性能。 此外，研究还揭示了烧结气氛对NBT-xBT陶瓷厚膜性能的重要性。在烧结过程中，由于钠元素的挥发会影响钙钛矿型结构的形成，因此，通过控制烧结气氛，可以抑制钠的挥发，从而提高材料的稳定性。 关键词：丝网印刷技术、无铅压电陶瓷、准同型相界、粉体预烧、烧结工艺、陶瓷厚膜。该研究为无铅压电材料的开发提供了新的工艺优化策略，对于推动绿色电子器件的发展具有重要意义。