[發明專利]一種BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810204730.1
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108358626B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 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
• 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BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料，其特征在于，所述BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料的化學組成為：(1-x)(0.98Bi_0.5Na_0.5Ti_1-yMn_yO₃-0.02BiAlO₃)-xNaNbO₃，其中，0.01≤x≤0.04，0.005≤y ≤0.01。

2.根據權利要求1所述的BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料，其特征在于，0.01≤x≤0.03，且0.005≤y＜0.01。

3.根據權利要求1所述的BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料，其特征在于，所述BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料在25℃和1kHz的測試頻率下的相對介電常數為300～460、介電損耗＜0.03。

4.根據權利要求1所述的BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料，其特征在于，所述BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料的熱釋電系數為（6.92～8.41）×10^-8 Ccm^-2K^-1、熱釋電電流響應優值因子為（2.46～3.00）×10^-10 mV^-1、熱釋電電壓響應優值因子為（6.09～8.07）×10^-2 m²C^-1、探測率優值因子為（2.63～4.28）×10^-5Pa^-1/2。

5.一種如權利要求1-4中任一項所述的BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括：

將Bi源、Na源、Ti源、Al源、Nb源、Mn源按照所述BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料的化學組成計量比混合，經煅燒，得到陶瓷粉體；

將所得陶瓷粉體和粘結劑混合并造粒，再經陳化、成型和排塑，得到陶瓷素坯；

將所得陶瓷素坯經過燒結得到所述BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述Bi源為Bi₂O₃，所述Na源為NaHCO₃，所述Ti源為TiO₂，所述Al源為Al₂O₃，所述Nb源為Nb₂O₅，所述Mn源為MnCO₃。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述煅燒的溫度為600～1000℃，時間為24小時以下。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯和甲基纖維素中的至少一種，加入量為所述陶瓷粉體重量的5～7wt.%；所述陳化的溫度為室溫，時間為22～26小時；所述排塑的溫度為650～750℃，時間為1～3小時。

9.根據權利要求5-8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為1000～1300℃，時間為24小時以下。

10.一種熱釋電陶瓷元件，其特征在于，由權利要求1至4中任一項所述的BNT基無鉛熱釋電陶瓷材料制成。