[发明专利]一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件

权利要求书

1.一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件，其特征在于：包括以下步骤：

S1）：铌酸钠浓度设定为1-3g/30ml，将含钠离子水溶性化合物和含铌离子溶液溶于一定量的去离子水中，加入一定量掺杂化合物，通过磁力搅拌器混合均匀后，加入高分子网络剂，并搅拌30-60分钟，在80-120℃温度下水浴1.5-3小时，最后在100-110℃温度下干燥6-12小时，得到干凝胶；

S2）：将干凝胶放在陶瓷坩埚中，以2-5℃/min的速度升温，在500-750℃温度下保温120-180分钟，得到粒径为0.06-1.5微米的粉料；

S3）：在粒径为1微米左右的粉料中添加同组粒径为0.06-1微米的粉料，粒径细的粉料质量百分比为10-20%，混合均匀后，在粉料中加入一定溶度的PVA溶液，造粒陈腐24小时左右，在磨具中以100-200MPa的压强压制成型得到素坯；

S4）：将高温炉预先加热到1100-1380℃，将素坯迅速放进高温炉中，保温30-60分钟，然后取出放到空气中冷却，得到粒径较细的样品；

S5）：将样品抛光，通过离子溅射喷金或喷银来镀电极，经过高压极化后的样品的压电常数为40-400pC/N。

2.根据权利要求1所述的一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件，其特征在于：所述含铌离子溶液为草酸铌铵溶液，对应的钠离子来源可以是氯化钠、碳酸钠、硝酸钠等可以在水中溶解的含钠化合物。

3.根据权利要求1所述的一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件，其特征在于：所述含铌离子溶液由五氧化二铌和氢氟酸组成，对应的钠离子来源是氯化钠，五氧化二铌与氢氟酸以摩尔比大于20进行称量，称取后放到特氟龙容器中，在高温高压反应釜中，以100-130℃反应10-14小时，制得完全溶解的含铌离子溶液。

4.根据权利要求1所述的一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件，其特征在于：所述掺杂化合物为含稀土的可溶性硝酸盐、硝酸钡、硝酸铅、硝酸锶、硝酸铜，硝酸镍、硝酸铝、硝酸铋、硝酸铁、硝酸镁、硝酸银、硝酸钙、硫酸钛等可溶于水，且在酸性条件下稳定的离子化合物。

5.根据权利要求1所述的一种无铅铌酸钠基压电陶瓷的制备方法及自发电元件，其特征在于：所述高分子网络剂由丙烯酰胺单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵在水溶液中合成，丙烯酰胺单体的溶度为1.5-2.0mol/L，丙烯酰胺单体与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量比为3:1至8:1，过硫酸铵的溶度为10-60mg/6ml。