[发明专利]氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1、一种氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷，其特征在于：用通式Pb_1-xB_aNb₂O₆+Rywt％表示的材料组成，式中x表示组成元素的原子数，R为添加物，y表示添加物为Pb_1-xB_aNb₂O₆的重量百分比；x为0.05，R为MnO₂，0.1％≤y≤0.55％；x为0.075，R为TiO₂，0.2％≤y≤0.6％。

2、按照权利要求1所述的氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷，其特征在于：在通式Pb_1-xBa_xNb₂O₆+Rywt％表示的材料中，添加物R为MnO₂，其中y取值范围为0.3％≤y≤0.5％；添加物R为TiO₂，其中y取值范围为0.3％≤y≤0.5％。

3、按照权利要求1所述的氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷，其特征在于：在通式Pb_1-xBa_xNb₂O₆+Rywt％表示的材料中，x为0.05，添加物R为MnO₂，其中y为0.35％；x为0.075，添加物R为TiO₂，其中y为0.50％。

4、一种权利要求1所述的氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷的制备方法，其特征在于它包括下述步骤：

(1)配料合成

将原料按通式Pb_1-xBa_xNb₂O₆+Rywt％混合，装入尼龙罐中，加入无水乙醇为分散剂和氧化锆球为球磨介质，氧化锆球的直径为3～15mm，原料∶无水乙醇∶氧化锆球的重量比为1∶2∶1.5，用球磨机磨12～22小时，转速为300转/分，分离氧化锆球，将混合料放入干燥箱内80℃、5小时烘干，放入研钵中研磨25分钟，过80目筛；

(2)预烧

将研磨后的料用模具压成直径为20mm、厚度为15mm的圆片，置于氧化铝坩埚内，加盖，在马氟炉内850～1050℃保温2～4小时，自然冷却到室温，出炉；

(3)造粒

将预烧过的烧块用研钵研细过160目筛，加入重量浓度为6％的聚乙烯醇水溶液，加入量为预烧后粉料重量的3％～8％，充分搅拌，自然干燥，过120目的筛，制成球状粉粒；

(4)制成坯件

将造粒后的粉料放入直径为15mm的不锈钢模具内，在450～500Mpa压力下压成厚度为1.5mm的圆柱状坯件；

(5)烧结

将坯件放入马氟炉内，450℃保温1.5小时进行排塑，继续升温，升温速度8℃/分钟，1210～1290℃烧结2～6小时，随炉自然冷却到室温；

(6)施电极

将烧结好的陶瓷表面打磨、抛光至0.8～1.2mm厚，用功率为100w的超声波清洗机、频率为50kHz的超声波清洗30分钟，晾干，在其上下表面涂覆厚度为0.01～0.03mm的银浆，置于电阻炉中800℃保温20分钟，自然冷却至室温；

(7)高压极化

烧过银的试样浸没于硅油中加热至120～180℃，施加3kV/mm～5kV/mm的直流高压，持续时间为30分钟进行极化，制备成本发明压电陶瓷成品。

5、按照权利要求4所述的氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷的制备方法，其特征在于：在本发明的烧结工艺步骤(5)中，将坯件放入马氟炉内，450℃保温1.5小时进行排塑，继续升温，升温速度3～10℃/分钟，其中在1250～1270℃、烧结3～5小时；在高压极化工艺步骤(7)中，烧过银的试样浸没于硅油中其中加热至150～180℃，施加3.5kV/mm～5kV/mm的直流高压，持续时间为20～30分钟进行高压极化。

6、按照权利要求4所述的氧化物改性铌钡酸铅高温压电陶瓷的制备方法，其特征在于：在烧结工艺步骤(5)中，将坯件放入马氟炉内，450℃保温1.5小时进行排塑，继续升温，升温速度5℃/分钟，其中烧结温度1270℃、烧结4小时；在极化工艺步骤(7)中，烧过银的试样浸没于硅油中其中加热至160℃、施加4kV/mm的直流高压，持续时间为20分钟进行极化。