[發(fā)明專利]一種高性能壓電陶瓷材料及制備方法

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• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109734442A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李銀峰;林豪杰;李曉燕;李霞;李山鷹;王李鵬;劉向云;蘇箐;王寧
• 申請（專利權(quán)）人: 河南城建學(xué)院;陜西聲科電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475
• 代理公司: 山東博睿律師事務(wù)所 37238
• 代理人: 曲成武

1.一種高性能壓電陶瓷材料，其特征在于，所述壓電陶瓷材料為Bi_0.5Na_0.5TiO₃摻雜氧化鈣，Cs(Re O₄)或碳酸鍶。

2.權(quán)利要求1所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，按照如下步驟進行：

(1)按照摩爾比準(zhǔn)備原料物質(zhì)A：Bi₂O₃:Na₂CO₃:Ti₂O₃:＝1:1:2；

(2)將原料物質(zhì)A放入球磨罐中，按照原料物質(zhì)A：酒精：鋯珠＝1：3：6的質(zhì)量比加入酒精和鋯珠，旋緊球磨罐的蓋子，將球磨罐放入行星式球磨機中，在運轉(zhuǎn)程序為50Hz的條件下行星球磨6-10h；

(3)取出球磨后的原料，分離鋯珠，然后將料放入真空烘箱中烘干，再將烘干后的料放入坩堝中，用研杵將其壓緊，最后將料放入馬弗爐中，在空氣氣氛中800-900℃條件下反應(yīng)6-10h，預(yù)燒初步合成陶瓷粉體；

(4)按照原料物質(zhì)A:原料物質(zhì)B重量比1：(0.1-0.3)的比例準(zhǔn)備原料物質(zhì)B；將步驟(3)預(yù)燒后的料倒入研缽中，磨細，將料與原料物質(zhì)B放入球磨罐中并加入鋯珠與無水乙醇，旋緊球磨罐的蓋子，將球磨罐放入行星式球磨機中，在與第一次球磨相同的條件下進行第二次球磨，球磨結(jié)束后，取出料將其烘干；

(5)將烘干后的料倒入研缽中，加入1-3倍質(zhì)量的10％聚乙烯醇溶液，用研杵進行攪拌，同時，在攪拌的過程中不斷的用紅外燈進行烘烤，使料中的水分完全揮發(fā)掉，烘干后，將料磨細，使其能夠完全透過90-120目的標(biāo)準(zhǔn)檢驗篩完成造粒；

(6)將造粒過后的陶瓷粉體于壓片磨具中，將其放在粉末壓片機上，以12-18MPa壓力將陶瓷粉體壓成圓片；

(7)將陶瓷圓片置于馬弗爐中，在高溫下進行排膠；

(8)將排膠后的陶瓷圓片放入馬弗爐中，緩慢升溫至燒結(jié)溫度，保溫3-8h進行燒結(jié)，然后自然冷卻到室溫，取出陶瓷片，制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述原料物質(zhì)B為氧化鈣，Cs(Re O₄)，碳酸鍶或其任意兩種物質(zhì)按照摩爾比1：1的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述真空烘箱中烘干的溫度為100-120℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述圓片直徑約為10mm，厚度約為1mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(7)所述排膠的升溫程序為：經(jīng)過3-6h升溫到400-500℃，然后8-10h升溫到650-750℃，保溫6-8h，最后自然降至室溫，取出料。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(8)所述燒結(jié)溫度為1100℃-1200℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述高性能壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)加入的料與原料物質(zhì)B：無水乙醇：鋯珠的質(zhì)量比為1：3：6。