[发明专利]一种压电能量收集用兼具宽组分窗口与高换能系数陶瓷材料及制备

权利要求书

1.一种压电能量收集用兼具宽组分窗口与高换能系数复相陶瓷材料，其特征在于，该压电陶瓷材料的基体化学组成为：缩写为0.2PZN-0.8PZT，并在其中掺入该压电陶瓷基体摩尔分数x mol.％的AlN，其中x的数值为0.50-5.00；然后烧结得到。

2.制备权利要求1所述的复相陶瓷材料的方法，其特征在于，通过二步混合法制备得到，具体包括以下步骤：

(1)合成0.2PZN-0.8PZT基体粉料；

(2)称取0.2PZN-0.8PZT基体粉料,再称取该基体粉料摩尔分数x mol.％的AlN，将称量好的两种粉料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于球磨机中球磨然后干燥，得到相应陶瓷粉体；

(3)采用聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒，压制成型，然后排除粘结剂，然后在1100-1200℃烧结，保温2小时，得到PZNZT/ZnAl₂O₄复相陶瓷材料。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤(3)中在1150℃烧结。

4.按照权利要求2的方法，其特征在于，采用质量浓度为3-8％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒。

5.按照权利要求4的方法，其特征在于，采用质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂进行造粒。

6.按照权利要求2的方法，其特征在于，在100MPa的压力下成型，于560℃排除粘结剂。

7.按照权利要求2的方法，其特征在于，粘结剂的用量为每10g陶瓷粉体对应1.1-1.5ml粘结剂。

8.按照权利要求7的方法，其特征在于，粘结剂的用量为每10g陶瓷粉体对应1.3ml粘结剂。

9.按照权利要求2的方法，其特征在于，步骤(1)合成0.2PZN-0.8PZT基体粉料：按照相应化学摩尔计量比称取原料：ZnO、Nb₂O₅、Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂，将称量好的原料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于行星球磨机中球磨至少10小时；球磨后所得浆料进行烘干，然后在空气气氛下800-900℃煅烧1.5-3小时后随炉冷却，再将煅烧后所得产物进行二次球磨，球磨后所得浆料进行烘干，再在空气气氛下950-1100℃预烧1.5-3小时后随炉冷却，再将预烧后所得产物进行三次球磨，球磨后所得浆料进行烘干,得到0.2PZN-0.8PZT基体粉料。

10.按照权利要求9的方法，其特征在于，球磨后所得浆料进行烘干，然后在空气气氛下850℃煅烧2h后随炉冷却，再将煅烧后所得产物进行二次球磨，球磨后所得浆料进行烘干，再在空气气氛下1000℃预烧2小时后随炉冷却。

11.按照权利要求2的方法，其特征在于，AlN平均粒径50nm。