[发明专利]一种铁酸铋基电致应变陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铁酸铋基电致应变陶瓷，其特征在于，该陶瓷的化学组成为(0.67-x)Bi_1.02FeO₃-0.33BaTiO₃-x(Ba_0.8Ca_0.2)ZrO₃，其中x=0.02，

采用以下步骤制备得到：

（1）以Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaCO₃、TiO₂、CaCO₃和ZrO₂作为铁酸铋基陶瓷的原料；

（2）按照(0.67-x)Bi_1.02FeO₃-0.33BaTiO₃-x(Ba_0.8Ca_0.2)ZrO₃的化学配方进行称料，经过一次球磨后获得原料前驱体粉体；

（3）将前驱体粉体在800-900℃的温度下煅烧2-5h，得到预合成粉体；

（4）将煅烧粉体进行二次球磨，烘干后的粉料经造粒、模压成型得到陶瓷坯体；

（5）将陶瓷坯体在500-600℃下排除胶体有机物，保温时间为5-12h，排胶后进行高温烧结，烧结温度为950~1100℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为2-5h，随炉冷却到室温后得到铁酸铋基电致应变陶瓷；

步骤（2）与步骤（4）在球磨时采用无水乙醇和ZrO₂球作为球磨介质，ZrO₂球与球磨料的质量比为1.1~1.4:1，无水乙醇与原料的质量比1.1~2.4:1。

2.如权利要求1所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

（1）以Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaCO₃、TiO₂、CaCO₃和ZrO₂作为铁酸铋基陶瓷的原料；

（2）按照(0.67-x)Bi_1.02FeO₃-0.33BaTiO₃-x(Ba_0.8Ca_0.2)ZrO₃的化学配方进行称料，经过一次球磨后获得原料前驱体粉体；

（3）将前驱体粉体在800-900℃的温度下煅烧2-5h，得到预合成粉体；

（4）将煅烧粉体进行二次球磨，烘干后的粉料经造粒、模压成型得到陶瓷坯体；

（5）将陶瓷坯体在500-600℃下排除胶体有机物，保温时间为5-12h，排胶后进行高温烧结，烧结温度为950~1100℃，升温速率为2-6℃/min，保温时间为2-5h，随炉冷却到室温后得到铁酸铋基电致应变陶瓷；

步骤（2）与步骤（4）在球磨时采用无水乙醇和ZrO₂球作为球磨介质，ZrO₂球与球磨料的质量比为1.1~1.4:1，无水乙醇与原料的质量比1.1~2.4:1。

3.根据权利要求2所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（2）与步骤（4）在球磨时控制球磨的转速为280-400 r/min，时间为10-20h。

4.根据权利要求2所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中的粉料在造粒过程中加入PVA，加入量为粉料的5wt%。

5.根据权利要求2所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）中陶瓷生坯进行模压成型时控制成型压力为60-100MPa。

6.根据权利要求2所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（5）中烧结温度为1000℃，保温时间为3h。

7.如权利要求1所述的一种铁酸铋基电致应变陶瓷在制造驱动器和高精度位移传感器中的应用。