[發明專利]高壓電常數鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀無鉛壓電陶瓷及制備方法

無效

• 申請號: 201310392216.2
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103482977A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 吳家剛;王曉鵬;程曉靜;肖定全;朱建國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 劉雙蘭

1.一種高壓電常數的鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀二元系無鉛壓電陶瓷，其特征在于它由通式(1-x)(K_1-yNa_y)(Nb_1-zSb_z)O₃+xBi_0.5(Na_1-uK_u)_0.5ZrO₃表示，式中的x、y、z、u表示復合離子中相應元素材料在各組元中所占的原子數，即原子百分比；所有元素的原子數總和應為1，式中0≤x≤0.05，0.40≤y≤0.68，0.02≤z≤0.06，0≤u≤1。

2.根據權利要求1所述高壓電常數的鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀二元系無鉛壓電陶瓷，其特征在于其晶體構型為鈣鈦礦結構。

3.根據權利要求1或2所述高壓電常數的鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀二元系無鉛壓電陶瓷，其特征在于該二元系無鉛壓電陶瓷的壓電常數d₃₃高達470pC/N；平面機電耦合系數k_p高達47％；居里溫度T_c高達313℃。

4.權利要求1-3任一項所述高壓電常數的鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀二元系無鉛壓電陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下工藝步驟：

（1）采用傳統固相燒結法制備工藝，以分析純的碳酸鈉，或碳酸鉀，或五氧化二鈮，或三氧化二銻，或氧化鉍，或氧化鋯為原料，按照相應體系的(1-x)(K_1-yNa_y)(Nb_1-zSb_z)O₃+xBi_0.5(Na_1-uK_u)_0.5ZrO₃進行配料；

（2）將步驟（1）配制好的原料以無水乙醇作為球磨介質，用滾動球磨20-24小時后烘干得到混合干粉；

（3）將步驟（2）所得混合干粉在800-950℃保溫3-6小時預燒；在預燒好的粉料中加入10wt%的聚乙烯醇水溶液造粒；

（4）將步驟（3）造粒后的粉體，利用磨具將其壓制成小圓片并排膠；將排膠后的小圓片在1065～1135℃保溫1-5小時燒結，得陶瓷片；

（5）將步驟（4）燒結后的陶瓷片被上銀電極；被上銀的陶瓷片在30～150℃的硅油中，應用電場為3-4kV/mm電壓下極化10-30分鐘；

（6）極化完成后，將所述陶瓷片從硅油中取出，即獲得高壓電常數的鈮銻酸鉀鈉-鋯酸鉍鈉鉀二元系無鉛壓電陶瓷，將其在空氣中靜置24小時，然后采用IEEE標準測量所得該無鉛壓電陶瓷的電學性能。