[发明专利]一种铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷，其特征在于铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷的化学式为：(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃，其中所述x为：0.49＜x＜0.51。

2.如权利要求1所述的一种铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷的制备方法是按以下步骤完成的：

一、合成YbNbO₄前驱体：首先将Nb₂O₅和Yb₂O₃放入球磨罐中，然后加入无水乙醇，在转速为120转/min～140转/min下球磨8h～12h，得到球磨混合料，然后在温度为室温下将球磨混合料干燥至恒重，再将干燥后的球磨混合料放入研钵中研磨至粉末粒径为60目～100目，得到粉末混合料，将粉末混合料加入到内腔直径为30mm的模具中，再把模具放在油压机中，在压力为15MPa～20MPa条件下保压1min～3min，得到厚度为3mm～6mm的压片，然后在温度为1100℃～1200℃下将厚度为3mm～6mm的压片烧结时间为2h～4h，将烧结后厚度为3mm～6mm的压片放入研钵中研磨，然后过80目筛，得到过筛后的粉末即为YbNbO₄前驱体；步骤一中所述的Nb₂O₅与Yb₂O₃的摩尔比为1∶1；步骤一中所述加入无水乙醇的质量与Nb₂O₅和Yb₂O₃总质量的比为(1.1～1.3)∶1；

二、制备(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃陶瓷片：①预烧结：采用YbNbO₄前驱体、Pb₃O₄和TiO₂为原料，并依照化学式(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃进行配比，混匀后放入球磨罐中，然后加入无水乙醇，在转速为120转/min～140转/min下球磨8h～12h，然后在温度为室温下将球磨后得到的混合物干燥至恒重，再将干燥后的混合物放入研钵中研磨至粒径为60目～100目，得到混合粉末，并平均分成两份后，将一份混合粉末加入到内腔直径为30mm的模具中，再把模具放在油压机中，在压力为6MPa～10MPa条件下保压1min～3min，得到厚度为3mm～6mm的待烧结压片，然后将厚度为3mm～6mm的待烧结压片放入氧化铝坩埚中，另一份混合粉末均匀覆盖在厚度为3mm～6mm的待烧结压片上，覆盖厚度为1mm～2mm，然后以3℃/min～5℃/min的升温速度升温至800℃～900℃，并在温度为800℃～900℃下预烧2h～4h，得到预烧结压片；②烧结：先将预烧结压片冷却至室温，然后放入研钵中捣碎至颗粒粒径为60目～100目，然后转移至球磨罐中，并加入无水乙醇，在转速为120转/min～140转/min下球磨10h～14h，然后在温度为110℃～130℃下干燥至恒重，再放入研钵中研磨至粉末粒径为60目～100目，得到二次球磨混合粉末，向二次球磨混合粉末中加入聚乙烯醇胶粘剂，加入量为2滴/克，混合均匀后静置20h～28h，得到静置混合物，将得到静置混合物加入到内腔直径为30mm的模具中，再把模具放在油压机中，在压力为15MPa～20MPa条件下保压1min～3min，得到厚度为3mm～6mm的静置混合物压片，然后放入研钵中捣碎，依次过80目和120目筛，再将120目筛上的粉末颗粒加入到内腔直径为13mm的模具中，再把模具放在油压机中，在压力为3MPa～5MPa条件下保压1min～3min，得到厚度为0.8mm～1.5mm的压片，然后以2℃/min～4℃/min的升温速度从室温升温至500℃～600℃，并在温度为500℃～600℃下排塑0.5h～1.5h，然后自然冷却至室温，再以2℃/min～4℃/min的升温速度从室温升温至910℃～990℃，并在温度为910℃～990℃下烧结1.5h～2.5h，冷却至室温后即得到(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃陶瓷片；步骤二①中所述(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃中x为：0.49＜x＜0.51；步骤二①中所述加入无水乙醇的质量与YbNbO₄前驱体、Pb₃O₄和TiO₂总质量的比为(1.1～1.3)∶1；步骤二②中所述加入无水乙醇的质量与步骤二①中制备的预烧结压片质量的比为(1.1～1.3)∶1；

三、被银极化处理：首先将(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃陶瓷片进行磨平处理，然后对磨平后(1-x)Pb(Yb_1/2Nb_1/2)O₃-xPbTiO₃陶瓷片进行被银处理，被银的厚度为10μm～20μm，然后在120℃～140℃下烘干至恒重，然后在500℃～600℃下烧银20min～40min，冷却至室温，然后利用极化装置在140℃～160℃、极化电场是20kV/cm～40kV/cm的条件下在硅油中进行极化处理，极化时间是15min～25min，然后降至室温、并撤去电压后静置20h～28h，即得到铌镱酸铅-钛酸铅压电陶瓷。