[发明专利]一种锆锰酸铋-钪酸铋-钛酸铅系压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷材料，为锆锰酸铋-钪酸铋-钛酸铅系压电陶瓷材料，其化学式为xBi(Mn_1/2Zr_1/2)O₃-(1-x-y)BiScO₃-yPbTiO₃，其中x＝0.02～0.06，y＝0.62～0.67。

2.如权利要求1所述的压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料的晶体结构为钙钛矿结构。

3.一种制备权利要求1或2所述压电陶瓷材料的方法，以化学计量比的Sc、Bi、Zr、Pb、Ti和Mn的氧化物和/或碳酸盐为原料，采用固相反应法制备。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Sc、Bi、Zr、Pb、Ti和Mn的氧化物和/或碳酸盐选自下列化合物：Sc₂O₃、Bi₂O₃、ZrO₂、PbO、TiO₂、MnO₂、PbCO₃、MnCO₃。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按化学组成为xBi(Mn_1/2Zr_1/2)O₃-(1-x-y)BiScO₃-yPbTiO₃的化学计量比称取原料，所述原料为Sc、Bi、Zr、Pb、Ti、Mn的氧化物和/或碳酸盐，通过湿法球磨混合均匀；

2)将球磨后的混合料烘干，在700～850℃预烧一段时间，然后进行二次球磨，至粉料粒径为1～2微米；

3)将二次球磨后的粉料烘干，加入粘合剂压制成型，并进行排塑处理后得到陶瓷素坯；

4)将陶瓷素坯在1020～1060℃烧结，得到陶瓷片；

5)将烧结完成的陶瓷片电极化，得到锆锰酸铋-钪酸铋-钛酸铅系压电陶瓷材料。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1)中，在原料中加入水和/或乙醇进行湿法球磨，球磨机转速为150～300转/分，球磨时间优选为12～14小时。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中，烘干温度为70～80℃，预烧温度为750-800℃，预烧时间为2～4小时；二次球磨时加入水和/或乙醇进行湿法球磨；球磨机转速为150～300转/分，球磨时间为12～24小时。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述粘合剂为聚乙烯醇，其用量为混合粉料总质量的5～8％。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤4)中，以200～300℃/小时的升温速率升温至1020～1060℃烧结2～4小时。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤5)中，将烧结完成的陶瓷片两面抛光并做上电极，然后在120-140℃硅油中进行电极化。