[发明专利]一种压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷的化学通式为Bi_3.15Dy_0.85(Ti_3-xFe_x)O₁₂，其中x表示摩尔分数，且0.00≤x≤0.40。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷由如下组分组成：

3.一种制备如权利要求1所述的压电陶瓷材料的方法，其特征在于，采用固相法，在铋层状陶瓷Bi₄Ti₃O₁₂中加入定量的Dy和不同含量的Fe，具体包括以下步骤：

S1、称量、混料：采用Bi₂O₃、TiO₂、Dy₂O₃和Fe₂O₃为原材料，按照化学通式Bi_3.15Dy_0.85(Ti_3-xFe_x)O₁₂配料、称重、混合；

S2、预烧：将称重好的物料放入玛瑙研钵中进行混合并研磨，采用高浓度的无水乙醇作为球磨介质，研磨好后的物料过2次100目的筛；然后将物料放入坩埚中压实，进行预烧；

S3、造粒、压片、排胶：将所述步骤S2中预烧后的物料放入研钵中研磨，研磨过程中加入聚乙烯醇(PVA)粘结剂，直至研成细块状粉粒，烘干、压片、排胶。

S4、烧结：将所述步骤S3中已排胶的样品在马弗炉中进行烧结。

S5、打磨、涂银：将所述步骤S4中烧结好的样品进行表面打磨、涂银、烧银，得到成品。

S6、极化：将所述步骤S5中的成品在40～80℃的硅油中极化。

4.根据权利要求3所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S2中的预烧温度为850℃，保温时间为2h。

5.根据权利要求4所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中加入的聚乙烯醇(PVA)粘结剂，具体为1wt％～6wt％的PVA水溶液。

6.根据权利要求5所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S3中压片过程的压力为6MPa，保压时间为30s，模具内直径为13mm。

7.根据权利要求6所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述所述步骤S3中的排胶温度为550℃，保温时间为2h。

8.根据权利要求7所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S4中的烧结温度为1000～1100℃，保温时间为2h。

9.根据权利要求8所的述制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S5中的烧银温度为550℃，保温时间30min。

10.据权利要求4-9中任意一项权利要求所述的制备压电陶瓷材料的方法，其特征在于，所述步骤S6中的极化电场为3.5kV/cm，极化时间为15min。