[發(fā)明專利]一種鈥摻雜鈮酸鉀鈉基透明陶瓷的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810847443.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN108840677A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳嘯;林錦鋒;陳鵬飛;林銀華;林樅;劉春文;徐潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/495
• 分類號(hào): C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 福州君誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發(fā)明公開了一種鈥摻雜鈮酸鉀鈉基透明陶瓷的制備方法，首先制備陶瓷生坯，然后在微波燒結(jié)爐的設(shè)定功率下燒結(jié)成型，制備了光透過率達(dá)40%的0.94(K_0.5Na_0.5)NbO₃?0.06LiBiO₃:xHo(x=0.5～1%)透明陶瓷，和傳統(tǒng)馬弗爐燒結(jié)得到的陶瓷的光透過率相當(dāng)。本發(fā)明工藝步驟簡單，易于操作，可提高無鉛基壓電透明陶瓷產(chǎn)品的制備效率，提高了生產(chǎn)工藝的靈活度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電陶瓷材料領(lǐng)域，尤其是一種鈥摻雜鈮酸鉀鈉基透明陶瓷的制備方法。

背景技術(shù)

智能手機(jī)、電子觸摸屏等新興電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展要求透明電子元件及其材料的性能優(yōu)異。多功能光電透明陶瓷具備優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，以及良好的光學(xué)透明度，被認(rèn)為是精密透明電子元件的潛在候選者。該類材料相關(guān)方面的制備和應(yīng)用技術(shù)也層出不窮。

為了獲得高透光率的鐵電陶瓷，通常需要滿足以下條件來消除光散射：極高的陶瓷致密度，純相，極小和很少的氣孔，具有立方（或贗立方）相結(jié)構(gòu)，良好的各向同性，陶瓷表面光滑。鐵電透明陶瓷結(jié)合了鐵電性和材料的透光性，被開發(fā)用于自適應(yīng)光學(xué)，光學(xué)集成電路，光學(xué)諧振器和微波器件等。無鉛透明陶瓷因其無污染和環(huán)境友好特性，越來越受到人們的關(guān)注。其中，鈮酸鉀鈉(K_0.5Na_0.5)NbO₃ (KNN)基陶瓷具有良好的壓電和鐵電性、較高的居里溫度和較大的機(jī)電耦合系數(shù)，是非常有前途的無鉛鐵電材料。在KNN中引入固溶體使其晶粒尺寸降低、孔隙率降低、致密度提高、轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎交蜈I立方相，是使KNN基陶瓷變透明的主要途徑。其中，稀土Ho摻雜到(K_0.5Na_0.5)NbO₃-LiBiO₃基質(zhì)后，可以用傳統(tǒng)馬弗爐燒結(jié)得到0.94(K_0.5Na_0.5)NbO₃-0.06LiBiO₃: xHo (x = 0.5～1 mol%)透明陶瓷，但是傳統(tǒng)的馬弗爐燒結(jié)工藝過程耗時(shí)長且溫度高（總時(shí)間需要將近一天，燒結(jié)溫度在1080℃左右），一定程度上限制了這類透明陶瓷的批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)馬弗爐燒結(jié)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鈥摻雜鈮酸鉀鈉基透明陶瓷的制備方法，利用微波燒結(jié)透明陶瓷的方法，在不降低其它性能的情況下，有效提高透明陶瓷的制備效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種鈥摻雜鈮酸鉀鈉基透明陶瓷的制備方法，其包括以下步驟：

（1）配料：按化學(xué)組成通式0.94(K_0.5Na_0.5)NbO₃-0.06LiBiO₃: xHo的化學(xué)計(jì)量比稱取原料Ho₂O₃，Na₂CO₃，K₂CO₃，Nb₂O₅，Li₂CO₃及Bi₂O₃，混勻得到混合料，其中x = 0.5～1 %；

（2）球磨：將混合料加入球磨介質(zhì)，裝入球磨罐中進(jìn)行球磨8～12 h，球磨結(jié)束后，將混合料烘干，然后再將混合料放入研缽內(nèi)進(jìn)行研磨；

（3）預(yù)燒：將上述研磨后的混合料加入到坩堝內(nèi)，經(jīng)壓實(shí)、加蓋后，置于馬弗爐中，升溫至800～850℃并保溫2 h進(jìn)行預(yù)燒，然后再自然冷卻至室溫后將坩堝取出；