[發(fā)明專(zhuān)利]摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711167681.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107986770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張子會(huì);俞勝平;張丹陽(yáng);張法亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/26
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/26;C04B35/622;H01L41/187
• 代理公司: 北京博雅睿泉專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11442
• 代理人: 王昭智,馬佑平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

壓電陶瓷由于具有正、逆壓電效應(yīng)而可實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換，因此作為一種重要的功能材料被廣泛應(yīng)用在壓電諧振器、壓電蜂鳴器、壓電濾波器、壓電變壓器、壓電揚(yáng)聲器、壓電點(diǎn)火器和壓電馬達(dá)等高新技術(shù)領(lǐng)域。

鐵酸鉍-鈦酸鉛(BF-PT)固溶體為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，具有與PZT(鋯鈦酸鉛壓電陶瓷)類(lèi)似的準(zhǔn)同型相界，是一種含鉛量低(含鉛量?jī)H為20％)、高居里溫度的壓電陶瓷材料。在高溫壓電陶瓷領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。然而，BF-PT基壓電陶瓷材料的矯頑場(chǎng)較大，這使的其極化過(guò)程變得極為困難。

此外，BF-PT基壓電陶瓷材料的介電損耗高，機(jī)械品質(zhì)因子低，這使得其壓電性能降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷及其制備方法的新技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷。該壓電陶瓷以下列化學(xué)式I表示：

mMnO₂-(1-x-y)Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-xPbTiO₃-yBaTiO₃ (I)

其中，0.10≤x≤0.30，0.05≤y≤0.20，0＜a≤0.30，0＜b≤0.10，0≤m≤0.26；

其中，G為二價(jià)堿土金屬元素Ba、Ca、Sr中的任意一種，或者稀土金屬元素La、Ce、Nb、Gd中的任意一種；

其中，Q為T(mén)i、Co、Cr、Ni元素中的任意一種；

其中，m為MnO₂所占化合物Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-PbTiO₃-BaTiO₃的質(zhì)量百分比。

可選地，0.19≤x≤0.21，0.10≤y≤0.15，0.02≤a≤0.20，0.01≤b≤0.08，0.10≤m≤0.20；

可選地，所述摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種摻雜改性鐵酸鉍-鈦酸鉛壓電陶瓷的制備方法。該制備方法包括以下步驟：

配料：

以MnO₂、Bi₂O₃、G的氧化物或碳化物、Fe₂O₃、Q的氧化物、PbO、TiO₂、和BaCO₃為原料，各種原料根據(jù)化學(xué)式

mMnO₂-(1-x-y)Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-xPbTiO₃-yBaTiO₃中的a、b、x、y、m的設(shè)定值進(jìn)行稱(chēng)量配料，

其中，0.10≤x≤0.30，0.05≤y≤0.20，0＜a≤0.30，0＜b≤0.10，0≤m≤0.26；

其中，G為二價(jià)堿土金屬元素Ba、Ca、Sr中的任意一種，或者稀土金屬元素La、Ce、Nb、Gd中的任意一種；

其中，Q為T(mén)i、Co、Cr、Ni元素中的任意一種；

其中，m為MnO₂所占化合物Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-PbTiO₃-BaTiO₃的質(zhì)量百分比；

制備：

將Bi₂O₃、G的氧化物或碳化物、Fe₂O₃、Q的氧化物、PbO、TiO₂、和BaCO₃的混合物進(jìn)行預(yù)燒，以得到第一預(yù)燒粉料，

向所述第一預(yù)燒粉料中加入MnO₂，并制備形成混合粉料，

向所述混合粉料中加入造粒劑，并制備成設(shè)定形狀的粗坯，

將所述粗坯進(jìn)行排膠處理，