[发明专利]被动式热释电红外传感器用热释电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种被动式热释电红外传感器用热释电陶瓷材料，其特征在于：所述热释电陶瓷材料的化学组成为：（Pb_1-x-yLa_xSr_y）（Mn_1/3Nb_2/3）_z(Zr_0.94Ti_0.06)_1-zO₃+φat%A；其中：0.002≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1，0.01≤z≤0.1；其中，φ=0或者2.8≤φ≤5.5，所述的A为B₂O₃和Cr₂O₃的混合物，二者的摩尔比为1：1。

2.根据权利要求1所述的热释电陶瓷材料，其特征在于：0.002≤x≤0.05， 0.01≤y≤0.04， 0.05≤z≤0.06。

3.根据权利要求1或2所述的热释电陶瓷材料，其特征在于：所述热释电陶瓷材料的烧结温度为1050~1200℃，保温时间为2~3 h。

4.根据权利要求3所述的热释电陶瓷材料，其特征在于：所述热释电陶瓷材料的密度≥7.8g/cm³，晶粒直径≤10μm。

5.根据权利要求3所述的热释电陶瓷材料，其特征在于：所述热释电陶瓷材料在25℃时D33为50~70 pC/N，介电常数为150~250，损耗为0.3%~0.8%，热释电系数≥9×10^-8C/cm²·K。

6.根据权利要求1~5任一项所述的热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）混料：按照（Pb_1-x-yLa_xSr_y）（Mn_1/3Nb_2/3）_z(Zr_0.94Ti_0.06)_1-zO₃+φat%A的元素计量比准备粉末原料，并利用湿法球磨进行混合；

2）预烧：混合后的原料经压滤烘干后进行预烧形成陶瓷煅烧粉体；

3）研磨：将烧结助剂加入陶瓷煅烧粉体内，进行研磨混合形成陶瓷浆料；

4）喷雾造粒：在陶瓷浆料内加入粘合剂、增塑剂和脱模剂进行喷雾造粒形成陶瓷颗粒；

5）成型：将陶瓷颗粒进行预压、等静压成型形成陶瓷圆柱体；

6）烧结：采用先排胶，然后进行烧结；

7）烧结后的陶瓷经切割，上电极以及烧渗电极，并在硅油内加压极化后得到所述热释电陶瓷材料。

7.根据权利要求6所述的热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中Pb的前驱体为PbO或Pb₃O₄，Zr的前驱体为ZrO₂，Ti的前驱体为TiO₂，Nb的前驱体为Nb₂O₅，Mn的前驱体为MnO₂、MnO或者MnCO₃，Sr的前驱体为SrCO₃，La的前驱体为La₂O₃。

8.根据权利要求6所述的热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中预烧温度800-900℃，保温时间为1-2h；步骤6）中烧结温度为1050-1200℃，保温时间2-6h。

9.根据权利要求6所述的热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述烧结助剂选自Bi₂O₃、ZnO、MgO、CuO、SiO₂或Al₂O₃中的至少一种，且所述烧结助剂的质量为所述陶瓷煅烧粉体的0~1.50wt%。

10.根据权利要求6所述的热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤7）中极化温度为120~150℃，极化时间为10~30min，极化电压为5~6KV/mm。