[发明专利]一种无铅压电陶瓷的制备方法

权利要求书

1.一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）以BiCO₃、NaNO₃、TiO₂和ZrO₂粉末为原料，根据化学式Bi₃Zr₂TiNO₁₁，BiCO₃、NaNO₃、TiO₂和ZrO₂摩尔比为3:1:1:2的混合原料20份，将粉末放入球磨机球磨3-5h均匀混合后，加入浓度10%的KOH溶液500ml，搅拌40-60min使溶液混合均匀，然后将混合溶液转移至水热釜中，加热混合溶液至190-250℃并保温10-14h，然后将反应产生沉淀物过滤洗涤并烘干，得到Bi₃Zr₂TiNO₁₁纳米粉末；

（2）以BaCl₂、Na₂CO₃、Y₂O₃、Cs₂CO₃、TiB₂、SrCO₃和步骤（1）中预烧好的Bi₃Zr₂TiNO₁₁粉末为原料，按照BaCl₂：Na₂CO₃：Y₂O₃：Cs₂CO₃：TiB₂：SrCO₃：Bi₃Zr₂TiNO₁₁的摩尔计量比为5：3：1：2：1：1：5的化学计量比称取配料，并以二氧化锆为磨球，以无水乙醇为介质，采用滚动球磨的方式，一次球磨10-15h；

（3）将步骤（2）中球磨好的浆料烘干，每100g粉料中加入6g质量浓度为8%的聚乙烯醇水溶液作为粘合剂，放置24h，过150-200目的筛，将得到的粉料压片成型为坯，成型压力为200-330MPa，坯的直径为13mm；

（4）将坯放入刚玉坩埚，然后放入马弗炉中排塑，排塑温度为500-750℃，排塑时间1-5h，成素坯；将排完塑的素坯放入刚玉坩埚，用相同素坯重量比的粉料掩埋，放入马弗炉中烧结，烧结温度为1100-1250℃，烧结时间2-6h，得到Y和B掺杂的BaCsTiSrO₃- Bi₃Zr₂TiNO₁无铅压电陶瓷；

（5）将步骤（4）制备的无铅压电陶瓷表面抛光打磨光滑，涂上导电银浆，在烧结炉中530-700℃煅烧30-60min，在表面形成银电极；将银电极的无铅压电陶瓷放在硅油中，用3-6kV/mm的电场极化20-40min，放置24h，即成无铅压电陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）球磨机球磨时间为4-5h，搅拌混合溶液时间为45-55min，加热混合溶液至210-230℃并保温11-12h。

3.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中采用球磨的方式，一次球磨12-14h。

4.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中筛子目数为160-180目，成型压力为250-300MPa。

5.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中排塑温度为600-700℃，排塑时间2-4h，烧结温度为1150-1200℃，烧结时间3-5h。

6.根据权利要求1所述的一种无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中在烧结炉中600-650℃煅烧35-50min，用4-5kV/mm的电场极化25-35min。