[发明专利]一种锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷及其制备方法。本发明制备(1‑x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃Sb_y‑xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉料，其中x=0.005‑0.2，y=0.01‑0.1；通过压片成型，在1150～1200℃下烧结成型，得到近红外区最高透光率达60%的锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷。本发明工艺步骤简单，重复性好，易于操作。

技术领域

本发明属于无铅基压电材料领域，具体涉及一种锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷及其制备方法。

背景技术

(K_0.5Na_0.5)NbO₃ (KNN)基陶瓷类似于PZT陶瓷，是由铁电体与反铁电体组成的。目前KNN基无铅陶瓷具有介电常数小、压电性能高、频率常数大、密度小、居里温度高等特点，是良好的压电性能材料。纯的KNN通常具有低晶体对称性的正交晶相，并且很难通过传统方式制成透明陶瓷。通过锑进行掺杂KNN-BNN中，用传统马弗炉无压烧结工艺，形成(1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃Sb_y -xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃(KNNS-BNN)基固溶体陶瓷，其具备较高透明性KNN基无铅陶瓷，且成本低廉，对环境无污染。

发明内容

为了替代铅基透明陶瓷，避免在制备铅基材料过程中产生铅氧化物带来的危害，本发明的目的在于提供一种锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷及其制备方法。本发明制备的锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷铁电/介电、光学等特性为一体，且无铅污染。

为了实现上述的技术目的，本发明的技术方案为：

一种锑掺杂铌酸钾钠基透明陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：化学组成通式 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃Sb_y ，其中x=0.005-0.2，y=0.01-0.1，按化学计量比称取原料Sb₂O₃，Na₂CO₃，K₂CO₃，Nb₂O₅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装入球磨罐中球磨8～14 h后烘干，然后再将混合料放入研钵内进行研磨；

（3）预烧：将步骤（2）研磨后的混合料加入到坩埚内压实后置于马弗炉中，升温至800～900℃并保温2～6 h进行预烧，然后再自然冷却至室温后将坩埚取出；

（4）二次球磨：往步骤（3）经预烧的混合料加入球磨介质后，球磨7～10 h后烘干，然后再经筛网过筛后，制得 (1-x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃Sb_y粉体；

（5）配料：化学组成通式xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃，其中x=0.005-0.2，按化学计量比称取原料Bi₂O₃，NiO 和Nb₂O₅，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球磨8～14 h后烘干，然后再将混合料放入研钵内进行研磨；

（7）预烧：将步骤（6）研磨后的混合料加入到坩埚内压实后置于马弗炉中，升温至750～850℃并保温2～6 h进行预烧，然后再自然冷却至室温后将坩埚取出；