[发明专利]镍掺杂KNbO3

权利要求书

1.一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷，其特征在于，包括KNbO₃压电陶瓷基体以及均匀分布于KNbO₃压电陶瓷基体中的Ni原子；

其中，所述Ni原子的质量分数为1wt％～10wt％；

所述KNbO₃压电陶瓷基体的孔径为0.1nm～1.0nm。

2.根据权利要求1所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷，其特征在于，所述Ni原子取代KNbO₃晶体中的K原子。

3.一种制备权利要求1-2中任一项所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备镍掺杂KNbO₃颗粒：将镍盐、钾盐、铌盐与碱反应生成镍掺杂KNbO₃颗粒；

(2)造粒：向步骤(1)制得的镍掺杂KNbO₃颗粒中分别加入0.5wt％-5wt％的淀粉和一定量的聚乙烯醇溶液球磨造粒；

(3)制备陶坯：将步骤(2)制得的镍掺杂KNbO₃加入到一定尺寸的磨具中，用压膜机在10-30MPa压力下压制成陶坯；

(4)造孔与脱胶：将陶坯加热至350-450℃，恒温1-2h；继续升温进行脱胶处理；

(5)成型：脱胶后在温度为850℃～950℃条件下处理0.5h-2h，冷却后制得镍掺杂KNbO₃多孔陶瓷；

(6)极化处理：将镍掺杂KNbO₃多孔陶瓷片在3～5KV/mm电压下极化20-60min，放置24h后制得镍掺杂KNbO₃压电多孔陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷的制备方法，其特征在于，

所述镍盐选自硝酸镍、氯化镍中的至少一种；

优选地，所述铌盐选自氯化铌、硝酸铌中的至少一种；

优选地，所述钾盐选自氯化钾、硝酸钾、硫酸钾中的至少一种；

优选地，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇(PVA)溶液的质量浓度为5.0wt％～8.0wt％。

6.根据权利要求3所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述脱胶处理的温度为500～600℃。

7.根据权利要求3所述的一种镍掺杂KNbO₃压电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述超声处理时间为30～80min，所述超声处理频率为20-60KHz。

8.由权利要求1-2中任一项所述的镍掺杂KNbO₃压电陶瓷或权利要求3-7中任一项所述制备的镍掺杂KNbO₃压电陶瓷于自供能制氢中的应用。

9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述超声波的频率为10-60KHz。

10.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述镍掺杂KNbO₃压电陶瓷于车载自供能制氢中的应用。