[發明專利]無鉛壓電陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 201510716234.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN106631006A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 單旭;陳邦義;祖文林
• 申請（專利權）人: 深圳市比克動力電池有限公司;深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 石佩

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷材料領域，尤其涉及一種無鉛壓電陶瓷及其制備方法。

背景技術

高溫壓電材料被廣泛應用于新型渦輪發動機、蒸汽機以及核能發電的自動監控，以及航天航空、衛星、導彈的自動控制、汽車發動機燃油監控、石化勘探、超聲勘探、冶金、地質等眾多特殊領域。在這些領域中，研制出能在高溫下不出現退極化而劣化壓電器件溫度穩定性的壓電陶瓷材料非常迫切。

目前，對壓電陶瓷的生產主要集中在傳統的以鋯鈦酸鉛(PZT)為基的多元系含鉛陶瓷。PZT基陶瓷是一種環境負擔沉重的材料，其中有毒物質鉛的含量高達60％以上，對環境十分不利。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種新型的環境友好的無鉛壓電陶瓷。

此外，還提供一種無鉛壓電陶瓷的制備方法。

一種無鉛壓電陶瓷，包括無鉛壓電陶瓷片，所述無鉛壓電陶瓷片的化學通式為0.71BiFe_1-x(Mg_1/2Ti_1/2)_xO₃·0.29BaTiO₃，其中，0＜x＜1.0。

在其中一個實施例中，所述x為0.01～0.1。

一種無鉛壓電陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

按照化學通式0.71BiFe_1-x(Mg_1/2Ti_1/2)_xO₃·0.29BaTiO₃中各元素的化學計量比，將Bi源、Fe源、Ba源、Mg源及Ti源混合，并于600～800℃焙燒1～8小時，得到混合粉末，其中，0＜x＜1.0；

將所述混合粉末壓制成型，并于常壓下900～1000℃埋粉燒結1～8小時，得到化學通式為0.71BiFe_1-x(Mg_1/2Ti_1/2)_xO₃·0.29BaTiO₃的無鉛壓電陶瓷片；及

在所述無鉛壓電陶瓷片上披電極，接著進行極化，得到所述無鉛壓電陶瓷。

在其中一個實施例中，所述x為0.01～0.1。

在其中一個實施例中，在所述焙燒的步驟之前，還包括將混合的所述Bi源、Fe源、Ba源、Mg源及Ti源進行球磨的步驟，所述球磨的步驟具體為：以無水乙醇為介質，球磨8～10小時。

在其中一個實施例中，在所述焙燒的步驟之前，還包括預燒的步驟：將混合的所述Bi源、Fe源、Ba源、Mg源及Ti源于600℃～700℃保溫預燒1～8小時，得到預燒粉末。

在其中一個實施例中，在所述預燒的步驟之后，所述焙燒的步驟之前，還包括對所述預燒粉末進行球磨的步驟。

在其中一個實施例中，將所述混合粉末壓制成型的步驟之前，還包括對所述混合粉末造粒的步驟，具體為：在所述混合粉末中加入聚乙烯醇的水溶液，接著過200目篩～300目篩。

在其中一個實施例中，在所述無鉛壓電陶瓷片上披電極之前，還包括將所述無鉛壓電陶瓷片于700～800℃保溫燒結30～45分鐘的步驟。

在其中一個實施例中，所述極化的步驟具體為：在將所述披有電極的無鉛壓電陶瓷片置于有機溶劑中，在極化電場為3000～5000V/mm和70～100℃的條件下極化5～20分鐘。

上述無鉛壓電陶瓷為鈣鈦礦結構，為ABO₃型，其中的Mg、Ti復合取代部分B位的Fe，使得上述無鉛壓電陶瓷具有優異的電性能，使其在高溫下能夠長時間保持高的壓電性能，且其不含有鉛，不會污染環境，因此，是一種環境友好型的新型無鉛壓電陶瓷。

附圖說明

圖1為一實施方式的無鉛壓電陶瓷的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合實施例對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來 實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。