[发明专利]钙铁掺杂的锑锰锆钛酸铅压电陶瓷

权利要求书

1.一种钙铁掺杂的锑锰锆钛酸铅压电陶瓷，其化学计量式为：

Pb_1.02(Mn_1/3Sb_2/3)_0.05Zr_0.47Ti_0.48O₃+x wt.%2CaO-Fe₂O₃，式中x=0.05～0.30；

该钙铁掺杂的锑锰锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，具有如下步骤：

(1)配料

将原料Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Sb₂O₃、MnO₂按Pb_1.02(Mn_1/3Sb_2/3)_0.05Zr_0.47Ti_0.48O₃的化学计量比，混合后放入球磨罐中；将CaCO₃、Fe₂O₃按2CaO-Fe₂O₃的化学计量比，混合后放入另一球磨罐中；球磨介质均为去离子水和氧化锆球，球：料：水的重量比均为2：1：0.6；再将混合料分别放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过40目筛；

(2)合成

将步骤(1)中过筛后的Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Sb₂O₃、MnO₂混合料，放入坩埚内，压实，加盖，密封，在合成炉中分别于900℃合成，保温2h，自然冷却到室温，出炉；将步骤(1)中过筛后的CaCO₃、Fe₂O₃混合料，放入坩埚内，压实，加盖，密封，在合成炉中于1100℃合成，保温2h，自然冷却到室温，出炉；

(3)二次球磨

将步骤(2)中合成后的钙铁氧化物粉料按Pb_1.02(Mn_1/3Sb_2/3)_0.05Zr_0.47Ti_0.48O₃+xwt.%2CaO-Fe₂O₃，其中x=0.05～0.30的比例分别加入步骤(2)合成后的锑锰锆钛酸铅粉料中，混合后放入球磨罐中球磨粉碎，再将球磨后的合成料放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过40目筛；

(4)压片

将步骤(3)过筛后的粉料，外加质量百分比为7wt.%的聚乙烯醇水溶液进行造粒，再将其捣碎，压制成型为坯件；

(5)排胶

将步骤(4)的坯件放入马弗炉中，以5℃/min的速率升温至650℃，保温1h，并于400℃保温0.5h，进行有机物排除；

(6)烧结

将步骤(5)排胶后的坯件放在Al₂O₃垫板上，用垫料埋烧，以5℃/min的升温速率升温至1220℃～1260℃烧结，保温2h，随炉自然冷却至室温，制得钙铁掺杂的锑锰锆钛酸铅陶瓷片；

(7)烧银

将步骤(6)烧结后的陶瓷片打磨至光滑且厚度均匀一致，被银，再将被银后的陶瓷片放入烘箱在100℃以上烘干，在735℃下进行烧渗处理；

(8)极化

将步骤(7)烧银后的陶瓷片进行极化处理，极化条件具体为：极化温度：140℃，极化电场：3kv/mm，制得钙铁掺杂的锑锰锆钛酸铅压电陶瓷；

(9)测试压电介电性能

将步骤(8)极化后的压电陶瓷片，于室温静置24h后，测试其压电性能和介电性能。