[發(fā)明專(zhuān)利]一種低溫?zé)Y(jié)壓電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210320535.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102850050A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范桂芬;呂文中;王允祺;王曉川;汪小紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/493
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/493;C04B35/622
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種低溫?zé)Y(jié)壓電陶瓷材料，其特征在于，用化學(xué)通式Pb_{(0.995-a-b-3c/2)}Ba_aSr_bFe_c(Zn_1/3Nb_2/3)_xZr_yTi_(1-x-y)O₃+u％Li₂CO₃+v％M₂O₃+w％ZnO表示壓電陶瓷材料的組成，式中M為三價(jià)金屬元素，Ba、Sr、Fe、(Zn_1/3Nb_2/3)及Zr的摩爾比為a∶b∶c∶x∶y，0≤a≤0.05；0≤b≤0.03；0≤c≤0.01；0.25≤x≤0.35；0.30≤y≤0.40；

Pb_{(0.995-a-b-3c/2)}Ba_aSr_bFe_c(Zn_1/3Nb_2/3)_xZr_yTi_(1-x-y)O₃表示基體陶瓷粉體，u％表示Li₂CO₃占所述基體陶瓷粉體的重量百分比，v％表示M₂O₃占所述基體陶瓷粉體的重量百分比，w％表示ZnO占所述基體陶瓷粉體的重量百分比，0＜u≤1，0＜v≤2，0＜w≤0.2。

2.如權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷材料，其特征在于，M為三價(jià)金屬元素La、Sm、Y或Yb中的一種。

3.一種制備權(quán)利要求1或2所述的壓電陶瓷材料的方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1：將Pb₃O₄原料粉體、BaCO₃原料粉體、SrCO₃原料粉體、Fe₂O₃原料粉體、ZrO₂原料粉體、TiO₂原料粉體與ZnNb₂O₆先驅(qū)體混合得到Pb_{(0.995-a-b-3c/2)}Ba_aSr_bFe_c(Zn_1/3Nb_2/3)_xZr_yTi_(1-x-y)O₃基體陶瓷粉體；

S2：將Li₂CO₃原料粉體、M₂O₃原料粉體、ZnO原料粉體與所述基體陶瓷粉體摻雜后獲得混合粉體，將所述混合粉體球磨、造粒并干壓形成坯片，將所述坯片燒結(jié)后獲得壓電陶瓷材料。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S1之前還包括ZnNb₂O₆先驅(qū)體制備步驟：按照Z(yǔ)nNb₂O₆的化學(xué)計(jì)量比將ZnO粉體和Nb₂O₅粉體配料混合并球磨、烘干后預(yù)燒形成ZnNb₂O₆先驅(qū)體。

5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，所述基體陶瓷粉體是在溫度為800～850℃的加熱爐中保溫1～3小時(shí)獲得的。

6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S2中，所述坯片燒結(jié)是在空氣氣氛中進(jìn)行，所述燒結(jié)的溫度為900～1000℃。

7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S2中，所述M₂O₃原料粉體中M為三價(jià)金屬元素La、Sm、Y或Yb中的一種。

8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟S2之后還包括燒銀極化步驟：在所述壓電陶瓷材料表面涂銀，將涂銀的壓電陶瓷材料煅燒后進(jìn)行極化。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，燒銀的條件包括：煅燒溫度為550℃，保溫10分鐘；極化的條件包括：極化溫度為120℃，極化電壓為4kV/mm，極化時(shí)間為15分鐘。