[發(fā)明專利]一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010785002.1
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111875374A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚勛忠;趙兵;周桃生;朱天文;吳靜;尚銀忠
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué);武漢盛世永昌科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/472
• 分類號: C04B35/472;C04B35/622
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

1.一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料，其特征在于，其配方組成為：xPb(Ni_1/3Ti_2/3)O₃-(1-x)Pb(Zr_yTi_1-y)O₃+awt.％(cPbO-dCuO),其中x＝0.34-0.36,y＝0.4-0.42,a＝0-2,c＝0.75-0.8,c+d＝1。

2.一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Nb₂O₅、NiO原料按xPb(Ni_1/3Ti_2/3)O₃-(1-x)Pb(Zr_yTi_1-y)O₃化學(xué)計量比進行配料，其中x＝0.34-0.36,y＝0.4-0.42,濕法球磨使其均勻混合，然后烘干，預(yù)燒；

步驟2：將步驟A預(yù)燒后的粉料粉碎，稱量質(zhì)量，按照awt.％(cPbO-dCuO)來稱取Pb₃O₄和CuO的質(zhì)量，其中計算的PbO質(zhì)量需換算成Pb₃O₄的質(zhì)量，a＝0-4，c＝0.75-0.8,c+d＝1，加入預(yù)燒后的粉料中，細磨。然后烘干，造粒，并壓制成陶瓷坯體；

步驟3：將步驟B所得的陶瓷坯體進行燒結(jié)，然后上電極，極化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1和步驟2中Pb₃O₄純度大于98％、ZrO₂純度大于99.5％、TiO₂純度大于99.8％、Nb₂O₅純度大于99.99％、NiO純度大于99％、CuO純度大于99％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1和步驟2中的分散劑均為去離子水，球磨轉(zhuǎn)速均為250r/min,其中步驟1的球磨時間為2h，步驟3種細磨時間為4h。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1和步驟2中的烘干溫度均為100-130℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1中的預(yù)燒是在800-900℃下保溫2-3h，升溫速率為2-4℃/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2中awt.％是預(yù)燒后剩余粉料質(zhì)量的a％，c和d是PbO和CuO分別占awt.％(cPbO-dCuO)的摩爾比例。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2中造粒是添加5-10wt.％去離子水作為粘結(jié)劑，步驟2中成型壓力為2-4Mpa,保壓時間為10-20s。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3中陶瓷坯體燒結(jié)是在900-1000℃下保溫3-5小時，升溫速率為2-4℃/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低溫?zé)Y(jié)鈮鎳-鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3中極化是在40-60℃、2-4kv/mm下極化10-30min。