B位复合BI基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310081345.X	申请日：	2011.06.16
公开号：	CN103172370A	公开日：	2013.06.26
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	未缴年费专利权终止IPC(主分类):C04B 35/475申请日:20110616授权公告日:20140910终止日期:20150616\|\|\|授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/475申请日:20110616\|\|\|公开
IPC分类号：	C04B35/475; C04B35/468; C04B35/622	主分类号：	C04B35/475
申请人：	桂林电子科技大学
发明人：	周昌荣; 成钧; 杨华斌; 周沁; 袁昌来; 陈国华
地址：	541004 广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号
优先权：
专利代理机构：	桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112	代理人：	罗玉荣
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内容摘要

本发明公开了B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法，成分以通式(1-x-y)Bi(Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3+zMaOb来表示，其中x、y、z表示摩尔分数，0

权利要求书

权利要求书
1. 一种B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷，其特征是：组成通式为(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，式中Me为一种或多种五价金属元素；MaOb为一种或多种氧化物，其中M为+1~+6价且能与氧形成固态氧化物的元素；x、y和z表示陶瓷体系中摩尔含量，其中0<x<1.0，0< y <1.0，0≤z≤0.1，x+ y<1，所述的五价元素为Nb、Sb、Ta、V、W、Mn和Bi中的一种或多种；所述陶瓷由以下方法制得：
（1）将原料按照Bi (Li1/2Me1/2)O3、BaTiO3、(Na1/2Bi1/2)TiO3、(K1/2Bi1/2)TiO3进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨8‑10小时，干燥后在氧化铝坩埚中以600‑1000°C焙烧1‑8小时，获得粉末；
（2）将步骤（1）获得的粉末和MaOb原料按照上述组成通式进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨8‑10小时，干燥后在氧化铝坩埚中以600‑1000°C焙烧1‑8小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨6‑12小时，干燥后获得粉末；
（3）将步骤（2）获得的粉末加入重量百分比5%浓度的PVA溶液造粒，在50‑200MPa压力下压制成型；
（4）成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度980‑1200°C，保温时间1‑8小时；然后热压烧结，烧结温度600‑900°C，保温时间10分钟‑3小时；
（5）烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约1mm的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场3000‑8000V/mm，温度30‑100°C，时间5‑30分钟。

2. 如权利要求1所述的无铅压电陶瓷，其特征是：所述的+1~+6价且能与氧形成固态氧化物的元素为La、Sm、Mn、Ce、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ge、Sc、Li、Na、K、Ca、Sr、Mg、Mn、Fe、Co、Cr和Sn中的一种或多种。

说明书

说明书B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法
本案申请为申请日2011年6月16日，申请号201110162421.0，发明创造名称为：B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法的分案申请。
技术领域
本发明涉及压电陶瓷材料，具体是B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法。
背景技术
压电陶瓷在信息、激光、导航、电子技术、通讯、计量检测、精密加工和传感技术等高技术领域应用广泛。但是目前实用的压电陶瓷绝大部分是锆钛酸铅(PZT)或以为锆钛酸铅为基的材料，这些材料中氧化铅含量约占70%左右，由于铅的污染问题，国际上正积极通过法律、法规、政府指令等形式对含铅的电子产品加以禁止。因此，研究高性能、低成本、实用型无铅压电、铁电材料的任务十分迫切。
目前研究的无铅压电陶瓷体系中，钙钛矿结构的(Na1/2Bi1/2)TiO3（简称NBT）被认为是一种很有希望的无铅压电材料。NBT陶瓷具有许多很好的特性，如居里温度高（Tc=320 ℃），铁电性强(Pr=38 µC/cm2)，压电系数大(kt、k33约50%)，热释电性能与PZT相当，声学性能好，介电常数小，烧结温度低。但BNT陶瓷矫顽场高，在铁电相区电导率高，NaO易吸水，烧结温区狭窄，导致了陶瓷的致密性和化学物理性能稳定性欠佳。针对这些问题，国内外的研究者对BNT基陶瓷的改性做了大量的研究工作，但随NBT基压电陶瓷性能的改善，伴随退极化温度的降低，其综合性能与铅基压电陶瓷还有很大差距，远远满足不了实际应用的要求。
此外，无铅压电陶瓷体系中的铌酸钾钠（K0.5Na0.5NbO3，KNN）系压电陶瓷因具有介电常数小、压电性能高、频率常数大、密度小、居里温度高及组成元素对人体友好等特点，被认为是很有前途替代PZT的无铅压电材料之一。自从2004年日本的学者Y.Saito在nature发表论文报道了K0.5Na0.5NbO3压电陶瓷压电常数d33达416 pC/N，引起了全世界研究K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的热潮。但论文报道的性能是利用模板晶粒生长(TGG)特殊技术工艺法制备的取向织构的KNN基压电陶瓷，这种制备工艺条件要求苛刻，难以实现大规模生产。一般来说K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷烧结过程中Na易挥发，采用传统工艺制备的铌酸钾钠陶瓷的致密性差，需要采用热压，等静压与等离子烧结等特殊制备方法，这些新工艺因成本高、工艺复杂难以满足生产实际需要。同时K0.5Na0.5NbO3体系中原料Nb2O5含量高，价格昂贵，不利于实用化。
基于对铅基材料的广泛研究，人们认为铅与压电铁电性的起源密切相关，由于Bi具有与Pb类似的特性，即Bi在元素周期表上与Pb相邻，具有相同的电子分布、相近的离子半径和分子量，同时Bi的氧化物无毒，故铋基压电铁电材料成为无铅压电铁电材料研究的热点。由于简单的化合物BiMeO3很难合成，并且在常压下不稳定。这样使得研究者把目光投向B位复合离子BiMeMe′O3体系，研究发现这类材料大都具有畸变的钙钛矿结构。但现有文献还未有报道B位复合Bi (Li1/2Me1/2)O3基无铅压电陶瓷及制备方法的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种矫顽场低，易于极化，致密度高的、压电性能好的新型B位复合Bi基无铅压电陶瓷及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：B位 Bi基无铅压电陶瓷用下述通式：
(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3 ‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb来表示，其中x、y、z表示摩尔分数， 0<x<1.0，0<y<1，0≤z≤0.1，Me为五价金属元素，MaOb为一种或多种氧化物，其中M为+1~+6价且能与氧形成固态氧化物的元素。
五价元素Me为Nb、Sb、Ta、V、W、Mn和Bi中的一种或多种；一种或多种氧化物MaOb的M选自La、Sm、Mn、Ce、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ge、Sc、Li、Na、K、Ca、Sr、Mg、Mn、Fe、Co、Cr和Sn的一种或多种。
所述的新型B位复合Bi基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
（1）将原料按照Bi (Li1/2Me1/2)O3、BaTiO3、(Na1/2Bi1/2)TiO3、(K1/2Bi1/2)TiO3化学配比配料，以无水乙醇为介质高能球磨8‑10小时，干燥后在氧化铝坩埚(加盖)中以600‑1000°C焙烧1‑8小时；获得粉末；
（2）将步骤（1）获得的粉末和MaOb原料按照方程式(1‑x‑y)Bi(Li1/2Me1/2)O3 ‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)配料，以无水乙醇为介质高能球磨8‑10小时，干燥后在氧化铝坩埚(加盖)中以600‑1000°C焙烧1‑8小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨6‑12小时，干燥后获得粉末；
（3）将步骤（2）获得的粉末加入5%(重量百分比)浓度的PVA溶液造粒，在50‑200MPa压力下压制成型；
（4）成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度980‑1200°C，保温时间1‑8小时；然后热压烧结，烧结温度600‑900°C，保温时间10分钟‑3小时；
（5）烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约1mm的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场3000‑8000V/mm，温度30‑100°C，时间5‑30分钟。
与已有技术相比，本发明的特色体现在：
1. 本发明的陶瓷组成是一种环境友好型压电陶瓷，能实现对部分现有的铅基压电陶瓷的替代。由于添加的铋在元素周期表上与铅相邻，具有相同的电子分布、相近的离子半径和分子量，因而无铅压电陶瓷的压电性主要来源于Bi3+离子。因此B位复合Bi基无铅压电陶瓷较现有产品更具有优良的压电性能。本发明可采用传统压电陶瓷制备技术，原料从工业用原料中获得，制备工艺简单、稳定，具有实用性。
2. 本发明采用分别合成组元方法和重复焙烧改善成分均匀性，采用高能球磨提高球磨效果，采用埋粉烧结与热压烧结改善微观结构，降低烧结温度，提高烧结致密度，优化压电性能，满足不同应用的需要。
具体实施方式
通过下面给出的实施例，可以进一步清楚的了解本发明的内容，但它们不是对本发明的限定。
实施例1：
制备成分为：(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.90，y=0.05，z=0.01，Me=90%Nb+10%Ta， M=La.的B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷
制备方法包括如下步骤：
以分析纯Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、K2CO3、Li2CO3、Nb2O5、Ta2O3和TiO2为原料，分别按照以下化学式：
Bi (Li1/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3、BaTiO3、(Na1/2Bi1/2)TiO3
进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨湿磨10小时，80 ℃烘干后在750℃保温2小时预合成Bi (Li1/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3，在950℃保温2小时预合成BaTiO3，在850℃保温2小时预合成(Na1/2Bi1/2)TiO3，在900℃保温2小时预合成(K1/2Bi1/2)TiO3瓷料。
合成的Bi (Li1/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3、BaTiO3、(Na1/2Bi1/2)TiO3瓷料、La2O3再根据方程式：(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb配料，以无水乙醇为介质经二次高能球磨湿磨8小时，干燥后在氧化铝坩埚中以900°C焙烧2小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨12小时，烘干后过300目筛，获得粉末；然后加5%浓度的PVA溶液作为粘结剂，在120 MPa压力下压制成素坯，成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度1200°C，保温时间8小时；然后热压烧结，烧结温度750°C，保温时间3小时。
烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约1mm的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场6000V/mm，温度50°C，时间15分钟。保持电场冷却至室温后撤去电场，取出样品。样品按IRE标准对制成的压电陶瓷进行压电性能测量：
性能测量结果如下：
d33(pC/N)Qmkpεrtanδ(%)kt1662890.289721.960.313
实施例2：
制备成分为：(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.06，y=0.89，z=0.01，Me=90%Nb+10%Mn，M=Nd.的B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷
制备方法同实施例1，烧结温度1100°C，热压烧结温度650°C.
性能测量结果如下：
d33(pC/N)Qmkpεrtanδ(%)kt973190.217553.850.153
实施例3：
制备成分：(1‑x‑y) Bi (Li1/2Me1/2)O3‑xBaTiO3‑y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.80，y=0.12，z=0.01，Me=95%Nb+10%Mn， M=90%In+10%Sc.的B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷
制备方法同实施例1，烧结温度1250°C，保温时间3小时，热压烧结温度850°C，保温时间2小时。
性能测量结果如下：
d33(pC/N)Qmkpεrtanδ(%)kt1762390.25214032.050.36

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1、(10)申请公布号 CN 103172370 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103172370 A *CN103172370A* (21)申请号 201310081345.X (22)申请日 2011.06.16 201110162421.0 2011.06.16 C04B 35/475(2006.01) C04B 35/468(2006.01) C04B 35/622(2006.01) (71)申请人桂林电子科技大学地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路 1 号 (72)发明人周昌荣成钧杨华斌周沁袁昌来陈国华 (74)专利代理机构桂林市。

2、华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 代理人罗玉荣 (54) 发明名称 B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法 (57) 摘要本发明公开了B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法，成分以通式 (1-x-y) Bi(Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3+zMaOb来表示，其中x、y、z表示摩尔分数， 0x1.0， 0y1， 0 z 0.1， Me 为一种或多种五价金属元素， MaOb 为一种或多种氧化物，其中M为+1+6价且能与氧形成固态氧化物的元素，以常规制备陶瓷方法制成。制备的无铅压电陶瓷具备。

3、很好的烧结特性，制备工艺简单、稳定，性能优良，可部分取代传统的铅基压电陶瓷使用。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页 (10)申请公布号 CN 103172370 A CN 103172370 A *CN103172370A* 1/1 页 2 1.一种B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷，其特征是：组成通式为(1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，式中 Me 为一。

4、种或多种五价金属元素； MaOb为一种或多种氧化物，其中 M 为 +1+6 价且能与氧形成固态氧化物的元素；x、y和z表示陶瓷体系中摩尔含量，其中 0x1.0， 0 y 1.0， 0 z 0.1，x+ y1，所述的五价元素为 Nb、 Sb、 Ta、 V、 W、 Mn 和 Bi 中的一种或多种；所述陶瓷由以下方法制得：（1）将原料按照 Bi (Li1/2Me1/2)O3、 BaTiO3、 (Na1/2Bi1/2)TiO3、 (K1/2Bi1/2)TiO3进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨 8-10 小时，干燥后在氧化铝坩埚中以 600-1000 C 焙烧 1-8 小。

5、时，获得粉末；（2）将步骤（1）获得的粉末和 MaOb原料按照上述组成通式进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨 8-10 小时，干燥后在氧化铝坩埚中以 600-1000 C 焙烧 1-8 小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨 6-12 小时，干燥后获得粉末；（3）将步骤（2）获得的粉末加入重量百分比 5% 浓度的 PVA 溶液造粒，在 50-200MPa 压力下压制成型；（4）成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度980-1200C，保温时间1-8小时；然后热压烧结，烧结温度 600-900 C，保温时间 10 分钟 -3 小时；。

6、（5）烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约 1mm 的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场 3000-8000V/mm，温度 30-100 C，时间 5-30 分钟。 2. 如权利要求 1 所述的无铅压电陶瓷，其特征是：所述的 +1+6 价且能与氧形成固态氧化物的元素为 La、 Sm、 Mn、 Ce、 Nd、 Pm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Ge、 Sc、 Li、 Na、 K、 Ca、 Sr、 Mg、 Mn、 Fe、 Co、 Cr 和 Sn 中的一种或多种。权利要求书 CN 103172370 A 2 1/3 页 3。

7、 B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法 0001 本案申请为申请日 2011 年 6 月 16 日，申请号 201110162421.0，发明创造名称为： B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法的分案申请。技术领域 0002 本发明涉及压电陶瓷材料，具体是B位复合Bi基化合物组成的无铅压电陶瓷及其制备方法。背景技术 0003 压电陶瓷在信息、激光、导航、电子技术、通讯、计量检测、精密加工和传感技术等高技术领域应用广泛。但是目前实用的压电陶瓷绝大部分是锆钛酸铅 (PZT) 或以为锆钛酸铅为基的材料，这些材料中氧化铅含量约占 7。

8、0% 左右，由于铅的污染问题，国际上正积极通过法律、法规、政府指令等形式对含铅的电子产品加以禁止。因此，研究高性能、低成本、实用型无铅压电、铁电材料的任务十分迫切。 0004 目前研究的无铅压电陶瓷体系中，钙钛矿结构的 (Na1/2Bi1/2)TiO3（简称 NBT）被认为是一种很有希望的无铅压电材料。NBT 陶瓷具有许多很好的特性，如居里温度高（Tc=320 ），铁电性强 (Pr=38 C/cm2)，压电系数大 (kt、k33约 50%)，热释电性能与 PZT 相当，声学性能好，介电常数小，烧结温度低。但BNT陶瓷矫顽场高，在铁电相区电导率高。

9、， NaO易吸水，烧结温区狭窄，导致了陶瓷的致密性和化学物理性能稳定性欠佳。针对这些问题，国内外的研究者对BNT基陶瓷的改性做了大量的研究工作，但随NBT基压电陶瓷性能的改善，伴随退极化温度的降低，其综合性能与铅基压电陶瓷还有很大差距，远远满足不了实际应用的要求。 0005 此外，无铅压电陶瓷体系中的铌酸钾钠（K0.5Na0.5NbO3， KNN）系压电陶瓷因具有介电常数小、压电性能高、频率常数大、密度小、居里温度高及组成元素对人体友好等特点，被认为是很有前途替代 PZT 的无铅压电材料之一。自从 2004 年日本的学者 Y.Saito 在 nature。

10、发表论文报道了K0.5Na0.5NbO3压电陶瓷压电常数d33达416 pC/N，引起了全世界研究 K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷的热潮。但论文报道的性能是利用模板晶粒生长 (TGG) 特殊技术工艺法制备的取向织构的 KNN 基压电陶瓷，这种制备工艺条件要求苛刻，难以实现大规模生产。一般来说 K0.5Na0.5NbO3基无铅压电陶瓷烧结过程中 Na 易挥发，采用传统工艺制备的铌酸钾钠陶瓷的致密性差，需要采用热压，等静压与等离子烧结等特殊制备方法，这些新工艺因成本高、工艺复杂难以满足生产实际需要。同时 K0.5Na0.5NbO3体系中原料 Nb2O5含量高，。

11、价格昂贵，不利于实用化。 0006 基于对铅基材料的广泛研究，人们认为铅与压电铁电性的起源密切相关，由于 Bi 具有与 Pb 类似的特性，即 Bi 在元素周期表上与 Pb 相邻，具有相同的电子分布、相近的离子半径和分子量，同时 Bi 的氧化物无毒，故铋基压电铁电材料成为无铅压电铁电材料研究的热点。由于简单的化合物 BiMeO3很难合成，并且在常压下不稳定。这样使得研究者把目光投向 B 位复合离子 BiMeMe O3体系，研究发现这类材料大都具有畸变的钙钛矿结构。但现有文献还未有报道 B 位复合 Bi (Li1/2Me1/2)O3基无铅压电陶瓷及制备方法的报道。说。

12、明书 CN 103172370 A 3 2/3 页 4 发明内容 0007 本发明的目的是提供一种矫顽场低，易于极化，致密度高的、压电性能好的新型 B 位复合 Bi 基无铅压电陶瓷及其制备方法。 0008 实现本发明目的的技术方案是： B 位 Bi 基无铅压电陶瓷用下述通式： (1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3 -xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb来表示，其中x、y、z表示摩尔分数， 0x1.0， 0y1， 0 z 0.1， Me 为五价金属元素， MaOb为一种或多种氧化物，其中 M 为 +1+6 价且能与氧形成固态氧化物的元素。。

13、 0009 五价元素 Me 为 Nb、 Sb、 Ta、 V、 W、 Mn 和 Bi 中的一种或多种；一种或多种氧化物 MaOb 的 M 选自 La、 Sm、 Mn、 Ce、 Nd、 Pm、 Eu、 Gd、 Tb、 Dy、 Ho、 Er、 Tm、 Yb、 Ge、 Sc、 Li、 Na、 K、 Ca、 Sr、 Mg、 Mn、 Fe、 Co、 Cr 和 Sn 的一种或多种。 0010 所述的新型 B 位复合 Bi 基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：（1）将原料按照 Bi (Li1/2Me1/2)O3、 BaTiO3、 (Na1/2Bi1/2)TiO3、 (K1/2。

14、Bi1/2)TiO3化学配比配料，以无水乙醇为介质高能球磨8-10小时，干燥后在氧化铝坩埚(加盖)中以600-1000C 焙烧 1-8 小时；获得粉末；（2）将步骤（1）获得的粉末和 MaOb原料按照方程式 (1-x-y)Bi(Li1/2Me1/2)O3 -xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2) 配料，以无水乙醇为介质高能球磨 8-10 小时，干燥后在氧化铝坩埚 ( 加盖 ) 中以 600-1000 C 焙烧 1-8 小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨 6-12 小时，干燥后获得粉末；（3）将步骤（2）获得的粉末加入 5%( 重。

15、量百分比 ) 浓度的 PVA 溶液造粒，在 50-200MPa 压力下压制成型；（4）成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度980-1200C，保温时间1-8小时；然后热压烧结，烧结温度 600-900 C，保温时间 10 分钟 -3 小时；（5）烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约 1mm 的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场 3000-8000V/mm，温度 30-100 C，时间 5-30 分钟。 0011 与已有技术相比，本发明的特色体现在： 1. 本发明的陶瓷组成是一种环境友好型压电陶瓷，能实现对部分现有的铅基压电陶瓷的替代。。

16、由于添加的铋在元素周期表上与铅相邻，具有相同的电子分布、相近的离子半径和分子量，因而无铅压电陶瓷的压电性主要来源于 Bi3+离子。因此 B 位复合 Bi 基无铅压电陶瓷较现有产品更具有优良的压电性能。本发明可采用传统压电陶瓷制备技术，原料从工业用原料中获得，制备工艺简单、稳定，具有实用性。 0012 2. 本发明采用分别合成组元方法和重复焙烧改善成分均匀性，采用高能球磨提高球磨效果，采用埋粉烧结与热压烧结改善微观结构，降低烧结温度，提高烧结致密度，优化压电性能，满足不同应用的需要。具体实施方式 0013 通过下面给出的实施例，可以进一步清楚的了解本发明的。

17、内容，但它们不是对本发明的限定。说明书 CN 103172370 A 4 3/3 页 5 0014 实施例 1 ：制备成分为： (1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.90， y=0.05，z=0.01， Me=90%Nb+10%Ta， M=La. 的 B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷制备方法包括如下步骤：以分析纯 Bi2O3、 Na2CO3、 BaCO3、 K2CO3、 Li2CO3、 Nb2O5、 Ta2O3和 TiO2为原料，分别按照以下化学式： Bi (Li1。

18、/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3、 BaTiO3、 (Na1/2Bi1/2)TiO3 进行配料，以无水乙醇为介质高能球磨湿磨 10 小时， 80 烘干后在 750保温 2 小时预合成 Bi (Li1/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3，在 950保温 2 小时预合成 BaTiO3，在 850保温 2 小时预合成 (Na1/2Bi1/2)TiO3，在 900保温 2 小时预合成 (K1/2Bi1/2)TiO3瓷料。 0015 合成的 Bi (Li1/2 (Nb0.9Ta0.1) 1/2)O3、 BaTiO3、 (Na1/2Bi1/2)TiO3瓷料、 La2O3再根。

19、据方程式： (1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb配料，以无水乙醇为介质经二次高能球磨湿磨 8 小时，干燥后在氧化铝坩埚中以 900 C 焙烧 2 小时；焙烧后以无水乙醇为介质高能球磨 12 小时，烘干后过 300 目筛，获得粉末；然后加 5% 浓度的 PVA 溶液作为粘结剂，在 120 MPa 压力下压制成素坯，成型后的素坯在常压下采用埋粉烧结，烧结温度 1200 C，保温时间 8 小时；然后热压烧结，烧结温度 750 C，保温时间 3 小时。 0016 烧结后的样品加工成两。

20、面光滑、厚度约 1mm 的薄片，披银电极，然后在硅油中极化，极化电场 6000V/mm，温度 50 C，时间 15 分钟。保持电场冷却至室温后撤去电场，取出样品。样品按 IRE 标准对制成的压电陶瓷进行压电性能测量：性能测量结果如下： d33(pC/N)Qmkprtan(%)kt 166289 0.28 972 1.960.313 实施例 2 ：制备成分为： (1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.06， y=0.89，z=0.01， Me=90%Nb+10%Mn， M=Nd.。

21、的 B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷制备方法同实施例 1，烧结温度 1100 C，热压烧结温度 650 C. 性能测量结果如下： d33(pC/N)Qmkprtan(%)kt 97319 0.21 755 3.850.153 实施例 3 ：制备成分： (1-x-y) Bi (Li1/2Me1/2)O3-xBaTiO3-y(K1/2Bi1/2)TiO3 +zMaOb，其中x=0.80， y=0.12，z=0.01， Me=95%Nb+10%Mn， M=90%In+10%Sc. 的 B 位复合 Bi 基化合物组成的无铅压电陶瓷制备方法同实施例1，烧结温度1250C，保温时间3小时，热压烧结温度850C，保温时间 2 小时。 0017 性能测量结果如下： d33(pC/N)Qmkprtan(%)kt 176239 0.252 1403 2.050.36 说明书 CN 103172370 A 5 。

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