[发明专利]高居里温度压电陶瓷及其薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种高居里温度压电陶瓷，其特征在于，所述压电陶瓷的化学通式为(1-x)(BiMg_1/2Ti_1/2O₃)-x(PbTiO₃)-yMe，其中，0.3≤x≤0.45，0≤y≤0.05，Me为改性元素。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷，其特征在于，Me为Cr和Mn元素中的一种或两种，当Me为两种时，其摩尔分数之和为1。

3.一种如权利要求1或2所述的压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将铋盐、镁盐、铅盐、锰盐或/和铬盐和有机钛盐按摩尔比称量后分别溶于溶剂，制备相应的金属盐溶液；

(2)向所述步骤(1)制备的各溶液中加入螯合剂，制成稳定的溶液；

(3)将所述步骤(2)得到的溶液按一定顺序混合，得到溶胶；

(4)将所述溶胶于60～100℃下浓缩2～8h，得到湿凝胶，然后依次在100～150℃、160～200℃下分别烘干3～8h，得到干凝胶；

(5)将所述干凝胶研磨后，于500～850℃下锻烧3～8h，制得压电陶瓷粉料；

(6)将所述压电陶瓷粉料进行球磨、烘干，加入粘接剂后进行研磨造粒、过筛，然后压制成陶瓷坯体；

(7)将所述陶瓷坯体排塑后，于950～1150℃下烧结1～6h，制得压电陶瓷体；

(8)将所述压电陶瓷体涂银电极后，在140～180℃的油浴中极化20～30min后降温，制得压电陶瓷。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铋盐为硝酸铋，所用溶剂为浓度为1～10mol/L的硝酸；所述镁盐为硝酸镁或醋酸镁，所用溶剂为具有相同负离子的酸类；所述铅盐为硝酸铅或醋酸铅，所用溶剂为具有相同负离子的酸类；所述铬盐为醋酸铬、硝酸铬或醋酸铬氢氧化物；所述锰盐为醋酸锰或硝酸锰。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机钛盐为钛酸四丁酯、异丙醇钛或钛酸四乙酯，所用溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述螯合剂为草酸、草酸水合物、柠檬酸或柠檬酸水合物；所述螯合剂与溶液中铋、镁、铅、铬、锰和钛中的一种或多种的物质的量之和的比为(1～5):1。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述镁盐和有机钛盐的加入量与(1-x)(BiMg_1/2Ti_1/2O₃)-x(PbTiO₃)-yMe的化学组成一致；所述铋盐和铅盐的用量高于化学配比用量1％。

8.一种如权利要求1或2所述的压电陶瓷薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将铋盐、镁盐、铅盐、锰盐或/和铬盐和有机钛盐按摩尔比称量后分别溶于溶剂，制备相应的金属盐溶液；

(2)向所述步骤(1)制备的各溶液中加入螯合剂，制成稳定的溶液；

(3)将所述步骤(2)得到的溶液按一定顺序混合，得到溶胶；

(4)将所述溶胶用溶液法在无机基片上制成薄膜；

(5)将所述薄膜于160～200℃下烘干5～30min后，于400～750℃快速退火5～30min，再于600～850℃退火1～6h，制得压电陶瓷薄膜。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述铋盐为硝酸铋，所用溶剂为浓度为1～10mol/L的硝酸；所述镁盐为硝酸镁或醋酸镁，所用溶剂为具有相同负离子的酸类；所述铅盐为硝酸铅或醋酸铅，所用溶剂为具有相同负离子的酸类；所述铬盐为醋酸铬、硝酸铬或醋酸铬氢氧化物；所述锰盐为醋酸锰或硝酸锰。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述有机钛盐为钛酸四丁酯、异丙醇钛或钛酸四乙酯，所用溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述螯合剂为草酸、草酸水合物、柠檬酸或柠檬酸水合物；所述螯合剂与溶液中铋、镁、铅、铬、锰和钛中的一种或多种的物质的量之和的比为(1～5):1。

12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述镁盐和有机钛盐的加入量与(1-x)(BiMg_1/2Ti_1/2O₃)-x(PbTiO₃)-yMe的化学组成一致；所述铋盐和铅盐的用量高于化学配比用量1％。