[發明專利]鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010150632.1
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111333413B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 李國榮;喻卓;曾江濤;鄭嘹贏;時雪
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622;C04B41/88;H01L41/187
• 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;牛彥存

1.一種鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的化學組成為(1-x-y)BiFeO₃-xPbTiO₃-yBa(Sn_1/5Ti_4/5)O₃+zMnCO₃；其中，x、y為摩爾比，0.20≤x≤0.26，0.13≤y≤0.18；z為重量比，以合成所述陶瓷材料時粉體的總重量計，0≤z≤0.15wt%；所述高溫壓電陶瓷材料的居里溫度為460-530℃，壓電系數d₃₃為120-245pC/N。

2.根據權利要求1所述的鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

根據鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料的化學組成(1-x-y)BiFeO₃-xPbTiO₃-yBa(Sn_1/5Ti_4/5)O₃+zMnCO₃，按照化學計量比稱量后將原料一次球磨烘干，在800-820℃一次煅燒4-6小時，獲得一次煅燒粉體；

將所得一次煅燒粉體在780-800℃二次煅燒2-4小時，獲得二次煅燒粉體；以及

將所得二次煅燒粉體二次球磨烘干后在960-1040℃保溫燒結2-4小時，得到所述鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，在所述燒結之前向所述二次煅燒粉體中加入粘結劑造粒，壓制成型，然后排膠，得到陶瓷坯體；并對所述陶瓷坯體進行所述燒結。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述排膠條件為在550-580℃排膠4-6小時。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑的加入量為二次煅燒粉體質量的5-8wt.%；所述粘結劑為聚乙烯醇。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：對所述鐵酸鉍-鈦酸鉛-鈦錫酸鋇三元體系高溫壓電陶瓷材料進行刷銀、燒銀、極化處理。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述極化條件為在4-5kV/mm的電場下于100-120℃極化。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述極化時間為10-30分鐘。