[发明专利]一种高居里温度无铅压电陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高居里温度无铅压电陶瓷及其制备方法。所述高居里温度无铅压电陶瓷是通过高温固相反应法制备得到片状高纯粉末，进而用固相法进行陶瓷烧结，从而制备得到层状钙钛矿结构高居里温度压电陶瓷，其化学通式为RbANb₂O₇(A＝Bi,Pr)。本发明可解决现有压电陶瓷在高温条件下压电性能无法满足要求的问题，可以在400℃以上使用，具有超高居里温度和稳定适中的压电系数。所制备RbBiNb₂O₇陶瓷居里温度点高达1069±5℃，压电系数为3.1pC/N；RbPrNb₂O₇陶瓷居里温度点高达1081±5℃，压电系数为2.1pC/N。

主权项

1.一种高居里温度无铅压电陶瓷的制备方法，所述的高居里温度无铅压电陶瓷以Rb₂CO₃、Nb₂O₅、Pr₆O₁₁为原料，先通过高温固相反应法制备得到片状高纯粉末，再用固相法进行埋烧制备得到；其化学通式为RbPrNb₂O₇，其特征在于，RbPrNb₂O₇的压电系数为2.1pC/N，居里温度Tc为1081±5℃；所述的制备方法包括以下步骤：（1）配料混合：将Rb₂CO₃、Nb₂O₅、Pr₆O₁₁按通式化学计量比称量， Rb₂CO₃过量25%；将原料加入尼龙球磨罐中，湿式行星球磨，再进行干燥、过筛，得到混合均匀的粉体；（2）预烧：将步骤（1）得到的混合粉体950~1100℃下预烧20~48 h，得到陶瓷预烧粉；（3）球磨破碎：将陶瓷预烧粉进行湿式行星球磨；（4）干燥：将球磨破碎后的陶瓷预烧粉充分干燥；（5）过筛：将已干燥的陶瓷预烧粉过筛，获得压制所需的粉料；（6）造粒、成型：在步骤（5）获得的粉料中加入聚乙烯醇水溶液并加入适量水，加热搅拌混合均匀并干燥，陈化后研磨得到压样粉料，再利用压制模具和压样机压制成型，得到陶瓷生坯片；（7）排胶、烧结：将陶瓷生坯片排胶，并烧结成瓷，获得陶瓷片，所述排胶为600℃排胶2 h，所述烧结是指用相同成分的粉末埋烧，温度为1030℃～1200℃，时间为2~6 h；（8）被高温电极：将制备的陶瓷片两表面印刷上所需直径、厚度的高温银浆或铂浆，干燥、烧电极，制成被高温电极陶瓷片；干燥温度为100～200℃，烧电极的温度为850~1000 ℃，时间为10 min～30 min；（9）极化：将被高温电极陶瓷片放入极化装置中，在直流电场下极化，极化温度为120℃~200℃，极化电场为15 KV /mm~20 KV /mm，极化时间为20~30 min，所述的极化装置为油浴极化装置，制备得到高居里温度压电陶瓷。