[發明專利]一種無鉛聲振壓電換能材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010793300.5
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111925209A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張嵩陽;聶京凱;崔建業;姚德貴;田一;秘立鵬;王磊磊;王廣周;汲勝昌;祝令瑜;肖偉民
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/64;C04B41/88
• 代理公司: 蘇州知途知識產權代理事務所(普通合伙) 32299
• 代理人: 張錦波

1.一種無鉛聲振壓電換能材料其特征在于，所述無鉛聲振壓電換能材料的化學組成為：

(1-x)(K_0.5Na_0.5)(Nb_0.95Sb_0.05)O₃-xBi_0.5(Na_0.82K_0.18)_0.5HfO₃，其中x為0.03～0.05。

2.根據權利要求1所述無鉛聲振壓電換能材料，其特征在于，x為0.035。

3.一種權利要求1所述的無鉛聲振壓電換能材料的制備方法，其特征在于，制備原料包括Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、Sb₂O₃、Bi₂O₃、HfO₂和聚乙二醇。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采用分析純的Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、Sb₂O₃、Bi₂O₃、HfO₂為原料，按照化學式(1-x)(K_0.5Na_0.5)(Nb_0.95Sb_0.05)O₃-xBi_0.5(Na_0.82K_0.18)_0.5HfO₃中金屬原子摩爾比進行稱量，然后球磨20～30h，得到納米粉體；

(2)將得到的納米粉體在溫度為850-900℃的條件下煅燒4-6h；

(3)將步驟(2)煅燒后的粉體與粘合劑混合，并壓制成形；

(4)將壓制成形樣品燒結并極化，得到無鉛聲振壓電換能材料。

5.根據權利要求4所述方法，其特征在于，步驟(1)向Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、Sb₂O₃、Bi₂O₃、HfO₂為中加入無水乙醇，進行球磨24h。

6.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟(3)將煅燒后的粉體與聚乙二醇混合，其中聚乙二醇的質量濃度為6％～8％。

7.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟(3)所述壓制成形是指在10Mpa的壓力下，壓制成直徑為10mm，厚度為1mm的樣品。

8.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟(4)將樣品在1060～1090℃的空氣中燒1～4小時。

9.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟(4)所述燒結，先以10℃/min速度從室溫升到150℃，保溫40min，然后再以10℃/min速度升溫至500℃，最后繼續以10℃/min速度升溫，在1060℃～1090℃下進行燒結，燒結1～2h。

10.根據權利要求4所述制備方法，其特征在于，步驟(4)所述極化過程，包括被銀電極和高壓極化，其中被銀電極采用真空鍍膜法，所述高壓極化是將樣品鍍上電極后，放入20℃硅油中施加1-3kV/mm直流電，以進行極化，極化時間為5～15min。