[发明专利]一种高介电常数低介电损耗铁电陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种含铁、含钪弛豫铁电体基铁电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学计量比称取钙钛矿结构B位的金属氧化物，经混合、湿法球磨、过滤、洗涤、干燥，在1000-1200℃预烧3-4h；

(2)预烧后的产物粉碎、研磨、称量，加入化学计量比的PbO，湿法球磨混合均匀、过滤、洗涤、干燥，在900-950℃煅烧2h；预烧后的产物与PbO的混合物中掺杂MnO₂、MnCO₃、CeO₂或Li₂CO₃，掺杂量为混合物质量百分比的0.25-2.5wt％；而为了增加钙钛矿相的百分含量，对于PFN含量小于20mol％的PFN-PT或PFN-PZ-PT，煅烧后的产物粉碎、研磨后进行二次煅烧；

(3)煅烧后的产物加入聚乙烯醇(PVA)造粒，等静压成型制备陶瓷毛坯，成型的陶瓷毛坯在1100-1250℃烧结2-4h，得到含铁、含钪弛豫铁电体基铁电陶瓷；烧结时陶瓷毛坯四周覆盖同组成、同质量的金属氧化物混合物作为焙烧粉以提供铅源。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：弛豫铁电体基铁电陶瓷的配方组成为：xPb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃-(1-x)PbTiO₃(PFN-PT)、xPb(Sc_1/2Nb_1/2)O₃-(1-x)PbTiO₃(PScN-PT)、xPb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃-yPbZrO₃-(1-x-y)PbTiO₃(PFN-PZ-PT)、xPb(Sc_1/2Nb_1/2)O₃-yPbZrO₃-(1-x-y)PbTiO₃(PScN-PZ-PT)、xPb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃-yPb(Sc_1/2Nb_1/2)O₃-(1-x-y)PbTiO₃(PFN-PScN-PT)或xPb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃-yPb(Sc_1/2Nb_1/2)O₃-zPbZrO₃-(1-x-y-z)PbTiO₃(PFN-PScN-PZ-PT)。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的钙钛矿结构B位的金属氧化物随着铁电陶瓷的配方组成的变化而有所变动，当铁电陶瓷的配方组成为PFN-PT时，金属氧化物由三氧化二铁、五氧化二铌和二氧化钛组成；当铁电陶瓷的配方组成为PScN-PT时，金属氧化物由三氧化二钪、五氧化二铌和二氧化钛组成；当铁电陶瓷的配方组成为PFN-PZ-PT时，金属氧化物由三氧化二铁、五氧化二铌、二氧化锆和二氧化钛组成；当铁电陶瓷的配方组成为PScN-PZ-PT时，金属氧化物由三氧化二钪、五氧化二铌、二氧化锆和二氧化钛组成；当铁电陶瓷的配方组成为PFN-PScN-PT时，金属氧化物由三氧化二铁、三氧化二钪、五氧化二铌和二氧化钛组成；当铁电陶瓷的配方组成为PFN-PScN-PZ-PT时，金属氧化物由三氧化二铁、三氧化二钪、五氧化二铌、二氧化锆和二氧化钛组成。 

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，球磨工艺为：以丙酮作为研磨介质、以ZrO₂作为研磨球，球磨24h。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，聚乙烯醇(PVA)的加入量为成型的粉料质量的1wt％，等静压成型的压力为400kgf/cm²。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，陶瓷毛坯采取叠片式方式放置在密封的氧化铝坩埚中进行烧结。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：预烧、煅烧和烧结的设备为可通气氛的管式炉或箱式马弗炉。