[發明專利]一種無鉛鐵電陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202211290803.6
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115894012B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 羅來慧;饒小翠;杜鵬;姜海
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 錢瑩

1.一種無鉛鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述無鉛鐵電陶瓷材料的結構為ABO₃型，且所述無鉛鐵電陶瓷材料的化學式為(1-x)BaTiO₃-xCaTiO₃:0.003Pr³⁺，0.1≤x≤0.3。

2.如權利要求1所述的無鉛鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述x的取值選自0.1、0.2、0.3中的一個。

3.一種如權利要求1或2所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體包括如下步驟：

S1、采用CaCO₃、TiO₂、Pr₂O₃為原料，按照CaTiO₃:0.003Pr³⁺中的Ca、Ti、Pr化學計量比進行稱重配料得到原料，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨后將原料進行烘干壓片得到生坯，將生坯保溫2h后得到鈣鈦礦結構的CaTiO₃:0.003Pr³⁺粉體；

S2、將步驟S1中得到的CaTiO₃:0.003Pr³⁺粉體碾碎后球磨然后烘干得到前驅體；

S3、將步驟S2得到的前驅體與納米BaTiO₃按照(1-x)BaTiO₃-xCaTiO₃:0.003Pr³⁺進行配比得到坯體原料，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨后將混合物進行烘干得到坯體粉末；

S4、將步驟S3得到的坯體粉末與堿溶液混合后研磨，再將研磨后的粉末放入熱壓機中冷燒壓制成坯體；

S5、將步驟S4制得的坯體烘干后退火得到無鉛鐵電陶瓷材料。

4.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，球磨的條件如下：原料體積:瑪瑙球子體積:球磨介質無水乙醇的體積比為1:(1-1.2):(1-1.5)，球磨的時間范圍為12-48h。

5.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，烘干的溫度范圍為80-100℃，壓片的壓力范圍為5-80MPa；

和/或，保溫在馬弗爐中進行，保溫的溫度范圍為850-900℃。

6.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，球磨的時間范圍為12-24h，烘干的溫度范圍為80-100℃。

7.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，球磨的條件如下：坯體原料體積:瑪瑙球子體積:球磨介質無水乙醇的體積比為1:(1-1.2):(1-1.5)，球磨的時間范圍為12-48h。

8.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，冷燒壓制的條件如下：溫度的范圍為320-350℃，壓力的范圍為600-700MPa，壓制的時間范圍為3-4h，得到的坯體的直徑為10mm。

9.如權利要求3所述的無鉛鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，烘干的溫度范圍為80-100℃，退火的溫度范圍為900-1000℃，退火的時間范圍為3-4h。