[发明专利]一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料，其特征在于，该压电陶瓷材料的组成表达式为Ba_0.85Ca_0.15(Zr_0.1Ti_0.9)_1-xFe_xO₃，其中，x＝0.015～0.025。

2.一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按化学式Ba_0.85Ca_0.15(Zr_0.1Ti_0.9)_1-xFe_xO₃中各元素的配比，称取原料BaCO₃、CaCO₃、TiO₂、ZrO₂及Fe₂O₃；其中，x＝0.015～0.025；

2)将称取的原料混合后进行球磨、烘干及过筛处理，将过筛后的粉料在1200℃下预烧，保温3～5h后，冷却；

3)将步骤2)预烧后的粉料过筛后经二次球磨后进行烘干，将烘干后的粉末研细后进行造粒，混合均匀过筛取60～100目之间的粉料；

4)将步骤3)制得的粉料静置后，压制成型，得到坯体，然后将坯体进行加热排胶处理，再将排胶后的坯体在1400℃下烧结，保温3～5h，冷却至室温，得到线性电致应变无铅压电陶瓷材料。

3.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4)后还包括对制得的线性电致应变无铅压电陶瓷材料进行烧电极的步骤，具体操作为：将线性电致应变无铅压电陶瓷材料打磨至厚度为0.5～0.8mm，晾干后在其上、下表面涂覆银浆，加热至600℃后，保温20min，冷却至室温。

4.根据权利要求3所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，以3℃/min的升温速率由室温加热至600℃。

5.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的球磨是将称取的原料置于球磨罐中，加入异丙醇和氧化锆球，以300r/min的球磨转速，球磨4～8h，然后将球磨后的混合料在65～90℃下烘干，然后再进行研磨，并过60目筛。

6.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤2)是以3～5℃/min的升温速率由室温升温至1200℃。

7.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤3)是将预烧后的粉料在研钵中研磨后过60目筛，装入球磨罐，加入球磨介质异丙醇，以300r/min的球磨转速进行二次球磨，然后将二次球磨后的粉料放入烘箱中，在70～90℃下烘干；然后将烘干后的粉末研细后加入质量分数为5％～10％的聚乙烯醇。

8.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4)将造粒得到的粉料静置12～24h，再将粉料放入直径为12mm的不锈钢模具中，在80MPa的压力下压成圆柱状坯体。

9.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4)所述的加热排胶处理是将压制成型的坯体置于马弗炉中，以2～4℃/min的升温速率由室温升至600℃，保温1～3小时，进行有机物排除。

10.根据权利要求2所述的一种线性电致应变无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤4)是将排胶后的坯体置于坩埚中，加盖，然后用同类粉料做埋料埋烧后再进行烧结。