[發明專利]一種錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610420651.5
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN107488032B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 董顯林;彭萍;聶恒昌;王根水;曹菲
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料的化學組成為：0.96Bi_0.5Na_0.5(Ti_1-xMn_x)O₃-0.04BiAlO₃，其中，0.3%≤ x ≤0.7%；所述錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料室溫下為鐵電-反鐵電兩相共存，且剩余極化強度P_r在39～41μC/cm²之間，所述錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料的退極化溫度T_d為＞140且≤160℃。

2.一種如權利要求1所述的錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括：

1）將原料Bi₂O₃、NaHCO₃、TiO₂、Al₂O₃及MnCO₃按照所述化學組成計量比進行配比，一次球磨后烘干并壓塊、煅燒，得到陶瓷粉體；

2）將1）所得陶瓷粉體二次球磨，烘干后加入粘結劑造粒，陳化后壓制成型，經升溫排塑后得到陶瓷素坯；

3）將2）所得陶瓷素坯燒結得到所述錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟1）中，所述一次球磨為按照原料:球磨介質:酒精＝1:(1.8～2.2):(0.6～1.0)的質量比，混料23～25小時，其中球磨介質為鋯球或瑪瑙球；

所述煅燒為以不高于2℃/分鐘的升溫速率升溫至800～900℃，保溫1～3小時。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟2）中，所述二次球磨為按照陶瓷粉體: 球磨介質: 酒精＝1:(1.8～2.2):(0.4～0.8)的質量比細磨23～25小時，其中球磨介質為鋯球或瑪瑙球；

所述粘結劑為聚乙烯醇，粘結劑的加入量為所述陶瓷粉體重量的6～9wt.% ；

所述陳化的時間為22～26小時；

所述升溫排塑為以不高于2℃/分鐘的升溫速率升溫至650～750℃，保溫1～3小時。

5.根據權利要求2-4中任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟3）中，燒結過程中，用預先制備的組成成分相同的陶瓷粉體覆蓋所述陶瓷素坯；

所述燒結為以不高于2℃/分鐘的升溫速率升溫至1100～1180℃，保溫1～3小時。

6.一種鐵電陶瓷元件，其特征在于，由權利要求1所述的錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料制成。

7.根據權利要求6所述的鐵電陶瓷元件，其特征在于，所述鐵電陶瓷元件通過如下方法制備：將所述錳摻雜BNT-BA無鉛鐵電陶瓷材料加工成所需尺寸，絲網印銀，烘干，升溫至700～800℃并保溫20～40分鐘后得到所述鐵電陶瓷元件。