[發明專利]一種鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410120632.1
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103936412A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 董蜀湘;趙天龍;王春明;陳建國
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C04B35/472
• 分類號: C04B35/472;C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料，其特征在于，其組成由以下通式表示：

0.05Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-(0.95-x)BiScO₃-xPbTiO₃

通式中的x和0.95-x分別表示PbTiO₃和BiScO₃組分的摩爾百分數，其中x的取值為0.60-0.63。

2.根據權利要求1所述的鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料，其特征在于，所述鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料是按以下方法制備得到的：

將原料Sc₂O₃、Bi₂O₃、Nb₂O₅、PbO、TiO₂和SnO₂按照通式0.05Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-(0.95-x)BiScO₃-xPbTiO₃中的化學計量比混合，加入無水乙醇進行球磨得到濕料；將球磨后的混合料烘干并預燒，再加入無水乙醇進行二次球磨得到混合粉料；將混合粉料中加入粘合劑壓制成陶瓷坯片，并進行排塑處理；將排塑處理后的陶瓷坯片進行煅燒；將陶瓷坯片進行拋光、被銀電極和在硅油中極化。

3.一種權利要求1或2所述的鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）按照通式0.05Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-(0.95-x)BiScO₃-xPbTiO₃中的化學計量比稱取原料，加入無水乙醇進行球磨；

2）將球磨后的混合料烘干并預燒，再加入無水乙醇進行二次球磨；

3）向二次球磨后的混合粉料中加入粘合劑壓制成陶瓷坯片，并進行排塑處理；

4）將排塑處理后的陶瓷坯片進行煅燒，隨后冷卻至室溫；

5）將冷卻后的陶瓷坯片進行拋光、被銀電極和在硅油中極化，得到鈮錫酸鉛-鈧酸鉍-鈦酸鉛三元系高溫壓電陶瓷材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟1）和步驟2）中，所述無水乙醇的用量為所述原料總重量的60-80%。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟1）和步驟2）中，所述球磨的速率為200-300r/min，球磨的時間為8-12h。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟2）中，所述混合料的烘干溫度為70-90℃，預燒溫度為750-800℃。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟3）中，所述粘合劑的用量為所述混合粉料總重量的6-8%。

8.根據權利要求3或7所述的制備方法，其特征在于，在步驟3）中，所述粘合劑是重量百分含量為7%的聚乙烯醇水溶液。

9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟3）中，所述排塑處理的溫度為600-700℃。

10.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟4）中，所述煅燒的升溫速率為3-5℃/min。

11.根據權利要求3或10所述的制備方法，其特征在于，在步驟4）中，所述煅燒的溫度為1000-1500℃。

12.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，在步驟5）中，所述極化的溫度為100-150℃，極化的電壓為3-5kV/mm，極化的時間為15-20min。