[發(fā)明專利]一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010038508.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN111205082B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟繼衛(wèi);閆非;沈波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/453
• 分類號(hào): C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠(yuǎn)

1.一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

（1）以Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaCO₃、TiO₂、Na₂CO₃、Nb₂O₅和Mn₃O₄為原料，按照化學(xué)式(1-x)[(1-y)BiFeO₃-yBaTiO₃]-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃+zMn₃O₄稱取原料，并通過一次球磨工藝將Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaCO₃、TiO₂、Na₂CO₃和Nb₂O₅混合均勻，得到初始的原料粉體；

（2）將步驟（1）得到的初始的原料粉體在密閉、720-750℃條件下煅燒6-8小時(shí)，得到預(yù)合成陶瓷粉體；

（3）將步驟（2）得到的預(yù)合成的陶瓷粉體和Mn₃O₄混合均勻，將得到的混合物料烘干、過篩得到陶瓷粉體；

（4）將步驟（3）得到的陶瓷粉體與有機(jī)溶劑、乳化劑、增塑劑、粘結(jié)劑和分散劑混合均勻得到陶瓷漿料；

（5）將步驟（4）得到的陶瓷漿料經(jīng)過流延成型制成陶瓷膜，該陶瓷膜經(jīng)過壓制成型得到陶瓷生坯；

（6）將步驟（5）得到的陶瓷生坯經(jīng)過排膠、燒結(jié)得到無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料；

所述的無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的化學(xué)組成為(1-x)[(1-y)BiFeO₃-yBaTiO₃]-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃+zMn₃O₄；

其中，x=0.06-0.14，y=0.30-0.34，z=0.1-0.2wt%，z為Mn₃O₄與(1-x)[yBiFeO₃-(1-y)BaTiO₃]-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃的質(zhì)量百分比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述的鐵酸鉍基陶瓷材料為x = 0.12，y=0.33，z=0.1 wt%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述的Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaCO₃、TiO₂、Na₂CO₃、Nb₂O₅、Mn₃O₄的純度均大于98%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述的原料中，步驟（1）和步驟（3）中，采用球磨將物料混合均勻，球磨時(shí)，采用無水乙醇和ZrO₂球作為球磨介質(zhì)，ZrO₂球與待處理物料的質(zhì)量比為1.5-2.0:1，無水乙醇與待處理物料的質(zhì)量比為1.2-1.5:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）和步驟（3）中，球磨時(shí)球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為400-450 r/min，球磨時(shí)間為10-15h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鉛鐵酸鉍基陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述的過篩過程中，篩網(wǎng)的目數(shù)為120-200目。