[发明专利]钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷的化学组成为(1-x)(Na_0.5Bi_0.5)TiO₃-xBaTiO₃，其中0.05≤x≤0.08，所述制备方法包括如下步骤：

（a）配料混合：以Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂、BaCO₃为原料，按化学计量比配料并球磨混合均匀制得粉料；

（b）粉料合成：将所得的粉料在850～950℃保温2～4小时制得合成料；

（c）成型：将所得的合成料粉碎、过筛、球磨、加粘结剂压制成型制得坯体；以及

（d）烧结：将所得的坯体置于烧结炉中，以200℃～250℃/小时的升温速率从室温升至800℃～850℃，保温0.5～1.5小时；然后以100℃/小时升温，并逐渐加压至200～250MPa，此后保持压力不变，升温至1000℃～1050℃后，保温2小时，再以50℃/小时升温到1100℃～1200℃，保温保压8～24小时后卸压，以100℃/小时降温到900℃，其后随炉冷却至室温，制得所述钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷，其中升温开始时通入流量为3～5公升/分钟氧气，直至卸压时停止通入氧气。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述球磨采用行星搅拌球磨机，以水和/或酒精为球磨介质，以氧化锆球为磨球，以300～400转/分的转速球磨4～6小时。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤（c）中，所述过筛是过100目筛。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤（c）中，所述球磨采用行星搅拌球磨机，以水和/或酒精为球磨介质，以氧化锆球为磨球，以300～400转/分的转速球磨4～6小时。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤（c）中，所述压制成型的压力是300～400MPa。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤（d）中，从800℃～850℃升温至1100℃～1200℃时的加压速率为2～5MPa/分钟。

7.一种由权利要求1至6中任一项所述的制备方法制备的钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷，其特征在于，所述钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷呈单一的钙钛矿相结构，为弛豫铁电体，相变温度范围为240℃～260℃，剩余铁电极化强度为16.8～38.6μC/cm²，相对密度为98%以上，且具有电光效应，二次电光系数为（1.8～7.8）×10^-17 m²/V²。

8.根据权利要求7所述的钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷，其特征在于，所述钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷从532nm到近红外1100nm范围内透过率在38～70%。

9.根据权利要求7或8所述的钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷，其特征在于，所述钛酸铋钠-钛酸钡无铅透明电光陶瓷在350nm～1100nm波长范围内，折射率为2.40～2.70。