[发明专利]一种制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法

权利要求书

1.一种制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，其特征在于：所述SCNN无铅压电陶瓷的组成通式为：Sr_2-xCa_xNaNb₅O₁₅，其中：x为摩尔分数；该无铅压电陶瓷采用固相合成法制备，制备过程中控制其组成通式中x的范围为0.14-0.155；

所述SCNN无铅压电陶瓷制备过程中，当x=0.14-0.155，随烧结温度的升高所制备压电陶瓷的压电性呈现出先下降、再升高、再下降的规律；同时，该压电陶瓷的密度、晶胞大小和介电性质也呈现该规律；

所述的制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，为固相合成法，具体包括如下步骤：

（1）配料：以分析纯的SrCO₃、CaCO₃、Nb₂O₅和Na₂CO₃为原料，按照所述无铅压电陶瓷的组成进行配料；

（2）一次球磨：将各原料均匀混合后放入含有玛瑙珠的球磨罐中，以无水乙醇为介质进行球磨，球磨后进行烘干处理；其中：球磨时间为12个小时，转速为225r/min；烘干处理温度为90℃，烘干至乙醇完全挥发；

（3）预烧：将烘干后的混合料放入Al₂O₃坩埚中，利用高温烧结炉在1150℃预烧12 h；

（4）二次球磨：将预烧完毕的原料倒入含有玛瑙珠的球磨罐中，重复步骤（2）球磨和烘干过程；

（5）造粒：取出烘干后的样品，添加3mL黏合剂PVA造粒；筛选出粒度80目-140目的样品作为烧结原料；

（6）成型及排胶：对模具施加2MPa的压力，将80~140目的样品压制成1mm的薄片，并将压制薄片中的PVA排除出压片；

（7）烧结：采用多层叠烧的方式，选择合适大小的承烧板，在承烧板底层均匀铺敷氧化锆作为垫料，层间采用造粒后粒度大于80目的粉体作为隔离层，顶层采用与烧结成分粒度一致的粉体防止挥发，烧结温度为1200-1450℃，烧结时间2-4h；

（8）制备电极并极化：采用烧渗法制备电极后进行极化，极化时在150℃条件下，采用4000V/mm直流强电场进行为期25分钟的极化。

2.根据权利要求1所述的制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，其特征在于：x=0.145。

3.根据权利要求1所述的制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述造粒过程为：在样品中添加黏合剂后，研磨均匀；然后采用粉末压片机在14MPa的压力下将其压制成片，成片厚度为18mm；再放入研钵中粉碎，将粉碎的样品倒入筛子，收集80目-140目的粉末作为即将烧结的原料；收集大于140目的粉末作为烧结时压片之间的保护层。

4.根据权利要求1所述的制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，其特征在于：步骤（6）中，将压制薄片中的PVA排除出压片的过程中，通过升温，使薄片中的PVA吸热汽化，从压片中溢出。

5.根据权利要求1所述的制备钨青铜结构SCNN无铅压电陶瓷的方法，其特征在于：步骤（8）中，采用烧渗法制备电极的过程为：首先去除陶瓷样品表面的粉状保护层，将其表面打磨干净；然后在陶瓷表面刷涂银浆，自然晾干后烧结。