[发明专利]一种高密度KNN-BNN压电陶瓷及其成型方法

权利要求书

1.一种高密度KNN-BNN压电陶瓷的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配料：按化学组成通式(K_0.5Na_0.5)NbO₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料；

（2）球磨：在步骤（1）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，经烘干后再将混合料放入研钵内进行研磨；

（3）预烧：将上述研磨后的混合料压实，置于马弗炉中，升温至800～900℃并保温2～6h进行预烧，然后再自然冷却至室温后取出；

（4）二次球磨：往步骤（3）的经预烧后的混合料中加入球磨介质，进行球磨7～10 h，再将其烘干，经筛网过筛后，制得(K_0.5Na_0.5)NbO₃粉体；

（5）配料：按化学组成通式Bi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料；

（6）球磨：在步骤（5）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，经烘干后再将混合料放入研钵内进行研磨；

（7）预烧：将上述研磨后的混合料压实，置于马弗炉中，升温至750～850℃并保温2～6h进行预烧，然后再自然冷却至室温后取出；

（8）二次球磨：往步骤（7）的经预烧后的混合料中加入球磨介质，进行球磨7～10 h，再将其烘干，经筛网过筛后，制得Bi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉体；

（9）配料：按(1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃与xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料，其中x=0.005-0.2；

（10）球磨：在步骤（9）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，再将其烘干，然后放入研钵内进行研磨，得到(1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃ -xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉体；

（11）造粒：往步骤（10）的粉体加入5～10 wt%的聚乙烯醇溶液混合均匀，然后再置于烘箱中干燥，再经筛网过筛；

（12）压片：将经过步骤（11）处理后的粉体加入模具中，在液压机下以5～20 MPa的压力，120-180℃温度下压30 min。压成厚度0.5～1.5 mm的生坯；

（13）排胶：将上述生坯置于托盘中并加盖，然后放入马弗炉中，在600～800℃的温度下保温1～3 h进行排胶，然后再将其随炉自然冷却至室温；

（14）烧结：将经过步骤（13）处理的生坯置于马弗炉中，于1150～1200℃下烧结6～12h，然后自然冷却至室温，制得高密度KNN-BNN压电陶瓷。

2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（2）中研磨介质为乙醇，混合料与乙醇的重量比为1:2～1:3。

3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（3）中预烧升温过程中升温速率为3～5℃/min。

4.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（2）、（4）、（6）、（8）和（10）中烘干温度为80～85℃。

5.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（4）、（8）和（11）中所述筛网的孔径为80～120目。

6.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（11）中所述粉体中加入聚乙烯醇后，置于烘箱中以90～130℃的温度进行干燥。

7.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于：步骤（12）中进行压片所需温度为120-180℃。