[發(fā)明專利]一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷及其制備方法

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• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114591082A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 盧遠豪;廖文湧;何興晨;李濤
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: C04B35/491
• 分類號: C04B35/491;C04B35/622;C04B35/64;H01L41/187
• 代理公司: 北京錦信誠泰知識產權代理有限公司 11813
• 代理人: 丁濤

1.一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷，其特征在于，所述陶瓷粉末的分子式為Pb_0.92Sr_0.08(Zr_0.48Ti_0.52)_0.96-x(Ni_1/3Nb_2/3)_x(Sb_1/2Nb_1/2)_0.03(Mg_1/3Nb_2/3)_0.01O₃，0.15＜x＜0.25。

2.前述的PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，以Pb₃O₄、SrCO₃、NiO、Nb₂O₅、Sb₂O₃、MgO、ZrO₂和TiO₂為原料，通過球磨工藝研磨混勻粉體，過篩后燒結得到，其中各組分配比按照Pb_0.92Sr_0.08(Zr_0.48Ti_0.52)_0.96-x(Ni_1/3Nb_2/3)_x(Sb_1/2Nb_1/2)_0.03(Mg_1/3Nb_2/3)_0.01O₃，0.15＜x＜0.25稱量。

3.根據權利要求2所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，具體包括如下操作步驟：

S1、將原料放入球磨機中球磨均勻得到混合粉末；

S2、將混合粉末壓片后預燒結；

S3、對預燒結后的材料再次球磨；

S4、將再次球磨后的粉末與粘結劑攪拌均勻壓片成型；

S5、排膠；

S6、燒結得到所述壓電陶瓷。

4.根據權利要求3所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的預燒結溫度為800～900℃。

5.根據權利要求4所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中預燒結時間為180～300min。

6.根據權利要求3所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中的燒結溫度為1200～1400℃。

7.根據權利要求3所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S6中，燒結方式為先以5～7℃/min的升溫速率，將燒結的溫度升至1000℃；再以2℃/min的升溫速率將燒結溫度升至1200～1400℃；再以2℃/min的降溫速率將溫度降至1000℃，最后自然冷卻。

8.根據權利要求3所述的一種PZT-PNN-PSN-PMN壓電陶瓷的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的預燒結的方式，先以V₁的升溫速率，將預燒結的溫度升至800～900℃，保溫時間為t₁；再以V₂的降溫速率將溫度降至400℃，最后自然冷卻至室溫；其中，V₁的計算模型如下：

其中，V₁為預燒結的升溫速率，單位為℃/min；

T為預燒結的保溫溫度，單位為℃；

t₁為保溫時間，單位是min；

t為預燒結從升溫到冷卻至室溫的總時長，單位是min；

a為常數，是所述壓電陶瓷中Ni、Mg的摻雜量與PNN和PMN中Nb的摻雜量的比值。