【文章內(nèi)容簡介】 器產(chǎn)業(yè)化項目完成驗收。第三部分 項目技術(shù)與產(chǎn)品實現(xiàn)第一章 項目基本情況一、項目基本信息項目名稱無鉛壓電陶瓷材料所屬領(lǐng)域本項目屬《2009年度科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目指南》中 三、新材料（二）無機非金屬材料 。（1）替代傳統(tǒng)材料的新型無污染、節(jié)能無機非金屬材料。起始時間 2009年 8月10計劃完成時間2011 年 8 月10二、項目技術(shù)傳承項目所涉及知識產(chǎn)權(quán)歸屬狀況○企業(yè)自行開發(fā)，本企業(yè)擁有完全的獨立自主的知識產(chǎn)權(quán)○企業(yè)與其他科研機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)，依照有關(guān)協(xié)議，本企業(yè)擁有該項技術(shù)的所有權(quán)；○企業(yè)與其他科研機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)，依照有關(guān)協(xié)議，本企業(yè)擁有該項技術(shù)的使用權(quán)；○企業(yè)委托其他機構(gòu)開發(fā)，依照有關(guān)協(xié)議，本企業(yè)擁有該項技術(shù)的所有權(quán)；○企業(yè)委托其他機構(gòu)開發(fā)，依照有關(guān)協(xié)議，本企業(yè)擁有該項技術(shù)的使用權(quán)；○企業(yè)從其他機構(gòu)合法受讓，依照有關(guān)協(xié)議，本企業(yè)擁有該技術(shù)的所有權(quán)；○其他不會產(chǎn)生知識產(chǎn)權(quán)所有權(quán)和使用權(quán)爭議的知識產(chǎn)權(quán)情況；項目技術(shù)來源技術(shù)來源單位類別○無 ○企業(yè) ○大學(xué) ○科研院所 ○其他單位技術(shù)來源單位名稱產(chǎn)權(quán)歸屬及獲得方式○技術(shù)轉(zhuǎn)讓 ○技術(shù)出資 ○委托開發(fā) ○共同開發(fā)科技計劃項目類別○國家自然科學(xué)基金 ○國家科技攻關(guān)計劃 ○863計劃 ○國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973計劃）○ 國家級其它計劃 ○省部級計劃 ○地方科技計劃 ○其他項目名稱無鉛壓電陶瓷材料與項目相關(guān)的專利情況專利號碼專利名稱專利類型專利進展情況專利范圍專利權(quán)人名稱專利權(quán)人性質(zhì)專利權(quán)人與項目單位關(guān)系○單位○同一單位○是申報單位的主管單位○存在股權(quán)關(guān)系○不存在股權(quán)及主管關(guān)系○合作關(guān)系○個人○法定代表人○技術(shù)負責(zé)人○股東○非股東其他知識產(chǎn)權(quán)情況：三、項目負責(zé)人及技術(shù)骨干情況項目負責(zé)人基本情況姓名張文勝身份證件號碼610103196901163778學(xué)歷大學(xué)所學(xué)專業(yè)半導(dǎo)體物理與器件目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校西北大學(xué)手機13379017518Zhangwsh2000@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）張文勝：男，高級工程師，1992年7月~2002年5月 在國營四三二零廠從事電源濾波器設(shè)計開發(fā)工作；2002年6月~2007年7月 在華經(jīng)股份有限公司從事厚膜電路開發(fā)工作；2007年8月至今 在創(chuàng)聯(lián)電容器有限責(zé)任公司從事技術(shù)管理工作；曾在2001年被評為西京電氣總公司“技術(shù)創(chuàng)新標(biāo)兵”、西京電氣總公司科技帶頭人。主要業(yè)績：完成國防科工委下達的指令性軍品LC40402型電源濾波器和LC405M型電源濾波器的設(shè)計定型，產(chǎn)品用于“十號工程”，其中LC405M型電源濾波器獲信息產(chǎn)業(yè)廳科學(xué)技術(shù)進步一等獎；完成LC003型電源濾波器和LC009型電源濾波器的設(shè)計定型，其中LC009電源濾波器獲信息產(chǎn)業(yè)廳科學(xué)技術(shù)進步二等獎；LC003型電源濾波器獲信息產(chǎn)業(yè)廳科學(xué)技術(shù)進步三等獎。研制的LC008型電源濾波器、LC012型電源濾波器已批量生產(chǎn)，對企業(yè)產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。本人專業(yè)知識豐富,理論基礎(chǔ)扎實,在省級刊物《創(chuàng)聯(lián)科技》公開發(fā)表《電源濾波器的原理與設(shè)計》、《LC009電源濾波器設(shè)計》、《工藝對鈮酸鹽無鉛壓電陶瓷性能的影響》等科研論文3篇。本人具有一定的項目管理與實施經(jīng)驗，2008年，組織實施陜西省電子配套基金項目《片式云母電容器產(chǎn)業(yè)化》，該項目順利通過驗收。技術(shù)骨干基本情況姓名何高志身份證件號碼612522196211280312學(xué)歷大學(xué)所學(xué)專業(yè)固體物理目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校四川大學(xué)手機13259904818yunmu@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）何高志，男，1962年出生，1983年畢業(yè)于四川大學(xué)物理系固體物理專業(yè)，一直從事壓電陶瓷材料的研制工作，研制出多種壓電陶瓷材料配方,在省級刊物《創(chuàng)聯(lián)科技》公開發(fā)表《陶瓷濾波器線性結(jié)構(gòu)與通帶寬度的關(guān)系》、《》等科研論文，研制的材料曾多次獲得過獎勵，獲科技成果三等獎。2003年開始從事無鉛壓電陶瓷材料及相關(guān)器件的研制，研制的無鉛壓電陶瓷材料獲2007年度科技成果二等獎。技術(shù)骨干基本情況姓名王 平身份證件號碼610113561227215學(xué)歷大專所學(xué)專業(yè)電子元件目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校陜西省廣播電視大學(xué)手機13891919906yunmu@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）1975年7月至今一直從事壓電陶瓷濾波器料方的研發(fā)、配料工藝的控制工作，獨立開發(fā)了LT3455A專用料方、換能器料方，這些料方已成功應(yīng)用于陶瓷濾波器上，其中LT3455A專用料方獲陜西省電子廳科技成果三等獎。2003年至今一直參與無鉛壓電陶瓷材料的研制，該項目2007年獲陜西省電子廳科技成果二等獎。擁于30多年的實踐經(jīng)驗，對配料工藝有獨特的見解，對公司的配料工藝進行過多次成功的改進。技術(shù)骨干基本情況姓名楊 超身份證件號碼360105691115001學(xué)歷大專所學(xué)專業(yè)電子元件目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校南昌無線電工業(yè)學(xué)院手機13186189979yunmu@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）1989年7月至今一直從事壓電陶瓷濾波器的設(shè)計、新品開發(fā)工作。開發(fā)了LT3455A、LTM系列產(chǎn)品、LT455系列電臺用壓電陶瓷濾波器等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品已批量生產(chǎn)，其中LT455系列電臺用壓電陶瓷濾波器陜西省電子廳科技成果二等獎。2004年開始研制無鉛陶瓷濾波器，研制的LT4556F無鉛陶瓷濾波器已進入中試階段。技術(shù)骨干基本情況姓名吳洛書身份證件號碼610113197705248616學(xué)歷本科所學(xué)專業(yè)電子元件與材料目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校西安電子科技大學(xué)手機13659209577yunmu@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）。熟悉電陶瓷材料生產(chǎn)工藝，對壓電陶瓷材料的工藝能提出自己獨到的看法，許多設(shè)想通過實踐已經(jīng)成功應(yīng)用于生產(chǎn)工藝中。2003年至今，一直在從事無鉛壓電材料工藝的控制。技術(shù)骨干基本情況姓名王曉艷身份證件號碼612127198403273706學(xué)歷大學(xué)所學(xué)專業(yè)無機非金屬材料與工程目前與企業(yè)之間的關(guān)系○股東 ○非股東○全職 ○兼職畢業(yè)學(xué)校陜西科技大學(xué)手機15877480849yunmu@通信地址西安市電子城電子西街三號100號信箱201分箱自我陳述（經(jīng)歷）2008年畢業(yè)于陜西科技大學(xué)無機非金屬材料與工程專業(yè)，至今一直從事壓電陶瓷材料和無鉛壓電陶瓷材料配方的研制，并對配料工藝進行控制與改進。具有一定的無鉛壓電陶瓷材料理論知識，并能夠把理論知識與實踐有機結(jié)合起來，把理論知識充分應(yīng)用到實踐中。第二章 項目技術(shù)方案與創(chuàng)新性一、項目的技術(shù)原理項目所依據(jù)的技術(shù)原理項目設(shè)計主要依據(jù)：文獻：壓電磁器組成物[P]日本特許公報[A] 2000272962；功能材料及其應(yīng)用手冊[M]北京機械工業(yè)出版社1999；從發(fā)明專利看無鉛壓電陶瓷的研制與發(fā)展[J]功能材料 (4)；現(xiàn)代壓電學(xué)[C]北京科學(xué)出版社2002等。項目的基本技術(shù)原理： 借鑒PZT體系的改性方法，在BNT和KNN基壓電陶瓷通過摻雜離子使其產(chǎn)生離子取代或產(chǎn)生空位形成正負離子中心，在保證材料電中性的情況下，陶瓷材料的晶體結(jié)構(gòu)形貌發(fā)生了變化。研究了不同鈦酸鉍鈉的含量分別對摻雜有少量SnOCeOSb2O3的鈦酸鉍鈉壓電陶瓷物理結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)、介電性能隨溫度的變化以及對壓電性能的影響。加入“硬性” 或“軟性”添加物后，“硬性”添加物所起的作用是受主作用，在晶格晶格中引起氧空位，另一方面，陶瓷體內(nèi)的負電中心和載流子空穴增加，就抑制了疇壁的運動，從而就提高了Qm，降低了tgδ；“軟性”添加物加入固溶體中形成A位置空位，燒結(jié)時形成陽離子空位，提高了材料的介電常數(shù)ε，和機電耦合系數(shù)Kp，材料的溫度穩(wěn)定性Tk可通過添加一些氧化物取代離子來改善。達到材料改性的目的。主要技術(shù)與性能指標(biāo)：①技術(shù)指標(biāo)：機電耦合系數(shù)Kp=177。，品質(zhì)因子Qm≥800，介電常數(shù)ε=1400177。200，溫度穩(wěn)定性Tk ≤80ppm/℃二、項目國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)現(xiàn)狀① 項目國外技術(shù)狀況目前各國研究報導(dǎo)的非鉛系壓電陶瓷體系主要有：BaTiO3基無鉛壓電陶瓷、（簡寫B(tài)NT）基無鉛壓電陶瓷、鈮酸鹽基無鉛壓電陶瓷、鎢青銅結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷和鉍層狀結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷等。其中：a. BaTiO3基壓電鐵電陶瓷是最早發(fā)現(xiàn)的壓電陶瓷，而且不含鉛，但其壓電性能屬于中等水平，難于通過摻雜大幅度改變性能，以滿足不同的需要；工作溫度比較窄，居里點不高，在室溫附近存在著相變，使用不方便，因此很難得到實用化的產(chǎn)品。 b. 鈮酸鹽基無鉛壓電陶瓷是室溫下具有類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的反鐵電體。但是燒結(jié)溫度使我們難以控制，溫度過高，材料粘結(jié)，溫度不夠，產(chǎn)品沒有生成所需的晶粒形貌。燒結(jié)溫度較好壓電性能的陶瓷。c. BNT基鐵電壓電陶瓷具有許多很好的特性，如鐵電性強（Pr=38181。C/cm2）、壓電系數(shù)大（Kt、K33約50%）、介電常數(shù)小（εr為240~340）、熱釋電性能與鈦酸鉛和PZT相當(dāng)、聲學(xué)性能好（其頻率常數(shù)Np=3200Hzm）。然而，鈦酸鉍陶瓷的矯頑電場很高；在鐵電相區(qū)的導(dǎo)電率較高；燒成溫度范圍窄；Na2O易吸水，陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性較BaTiO3和PZT差，因此單純的BNT陶瓷較難實用化。日本學(xué)者Takenaka等人長期致力于BNT陶瓷的改性研究，成功地解決了BNT陶瓷難以極化的問題，并得到了性能較好的無鉛鐵電壓電陶瓷。實用產(chǎn)品方面見諸報道的只有日本的村田公司，其有小量的BNT基無鉛壓電陶瓷投放市場。目前非鉛系鐵電壓電陶瓷材料的研究主要集中在三個方面，即環(huán)境協(xié)調(diào)性壓電鐵電陶瓷研究、壓電鐵電材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性制備技術(shù)研究以及環(huán)境協(xié)調(diào)性評價研究。 ② 國內(nèi)技術(shù)狀況，開發(fā)現(xiàn)狀 能產(chǎn)生壓電效應(yīng)的材料被稱為壓電材料，壓電材料包括壓電單晶，壓電陶瓷，壓電薄膜和壓電高分子材料等，其中壓電陶瓷由于制備工藝簡單，成本低，而且具有良好的力學(xué)性能和穩(wěn)定的壓電性能，是當(dāng)前市場上用途最普遍的壓電材料，僅2000年，中國壓電陶瓷專業(yè)生產(chǎn)單位超過150個，壓電陶瓷年產(chǎn)量超過12000t，各類元器件的總量達30億只。無鉛壓電陶瓷（BNTBT）還具有較大的力學(xué)強度，可制成壓電驅(qū)動器等。但是，總的來說，還需要進一步優(yōu)化材料的綜合性能，擴大無鉛壓電陶瓷的應(yīng)用范圍。總之，我國研制成果表明：與鉛基壓電陶瓷相比，無鉛壓電陶瓷的性能還存在較大差距；但無鉛壓電陶瓷的開發(fā)和研究已經(jīng)取得了較大的進步，并可望在近期內(nèi)在多方面得以實際應(yīng)用。要拓展壓電陶瓷的性能，特別是提高磁療的機電耦合系數(shù)，提高機械品質(zhì)因數(shù)，使無鉛壓電陶瓷材料與器件更加多樣化。國內(nèi)進行這方面研究的主要集中在高校（如清華、天大、山大）等和一些科研院所（上海硅所），目前未見有任何企業(yè)性質(zhì)研究的報道。其中，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所作為我國最重要的功能陶瓷材料研究中心之一，從1979年就開始組織研究隊伍致力于非鉛壓電陶瓷的制備及其傳感器器件的研制。2001年在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）的資助下，在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍鈉鉀系列和鉍層狀結(jié)構(gòu)的鈦酸鉍鍶鈣系列的無鉛壓電陶瓷材料的幾個單項性能上取得了一些進展，其研究水平處于國內(nèi)領(lǐng)先。國內(nèi)尚無任何形式的實用產(chǎn)品投放市場的報道?？v觀國內(nèi)外的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，基本上都處于一種前期理論性質(zhì)的探索研究，遠沒有達到可實際產(chǎn)業(yè)化的需求，而且國際國內(nèi)的研究起步時間及水平差距不大，只是國際相對來說技術(shù)裝備更為先進雄厚一些。所以我們正好以此為契機，通過本項目的實施，爭取在2~3年內(nèi)能有所突破，使我們能夠從容應(yīng)對2006年實施的歐盟兩條指令及我國相關(guān)的法規(guī)、政策；同時提升地區(qū)在電子材料領(lǐng)域的技術(shù)地位，使我們真正走到技術(shù)舞臺的前沿，不再被動跟隨技術(shù)潮流，而是引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展的潮流；配合西安市的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，創(chuàng)造良好的社會經(jīng)濟效益。三、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點主要內(nèi)容及技術(shù)路線申報項目研究內(nèi)容及涉及的關(guān)鍵技術(shù)、主要解決的關(guān)鍵問題研究開發(fā)內(nèi)容：在通過前期大量調(diào)研及資料收集準(zhǔn)備，我們已制定了詳盡的研制計劃，具體要研究的內(nèi)容如下：①無鉛壓電陶瓷材料批量生產(chǎn)配方的研制，（簡寫B(tài)NT）基和鈮酸鹽基（簡寫NNK）。②無鉛壓電陶瓷材料要達到如下性能指標(biāo)：機電耦合系數(shù)Kp=177。，品質(zhì)因子Qm≥800，介電常數(shù)ε=1400177。200，溫度穩(wěn)定性Tk ≤80ppm/℃，使其能達到實用化。③探索開發(fā)無鉛壓電陶瓷批量生產(chǎn)工藝。不同配方得到的壓電性能差異較大，由于無鉛的壓電陶瓷從整體性能上還無法替代傳統(tǒng)含鉛壓電陶瓷，我們旨在尋找一種壓電性能穩(wěn)定，突出某些單項性能能夠替代傳統(tǒng)含鉛材料或者超出傳統(tǒng)含鉛材料這些單項性能的新配