[发明专利]一种铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料，其特征在于，所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的化学组成为xBiFeO₃-yBaTiO₃-zBi(Mg_0.5Hf_0.5)O₃；其中，x+y+z=1，x=0.6～0.85，y=0.15～0.35，0＜z≤0.05；

所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料在300℃下的电阻率＞10⁴；

所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的居里温度＞300℃；

所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的电致应变≥0.02%。

2.根据权利要求1所述的铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料，其特征在于，y=0.25～0.35。

3.根据权利要求1所述的铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料，其特征在于，所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料在300℃下的电阻率＞10⁶；

所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的电致应变＞2%。

4.一种权利要求1-3中任一项所述的铁酸铋-钛酸钡基压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，以Fe₂O₃、Bi₂O₃、BaCO₃、TiO₂、MgO、HfO₂粉体为原料，按照铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的化学组成(0.95-x-y)BiFeO₃-xBaTiO₃-yBi(Mg_0.5Hf_0.5)O₃进行配料、混料、合成、细磨、造粒、成型、排塑和烧结，得到所述铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混料和细磨的方式为湿法球磨；其中，原料：球磨介质：去离子水的质量比＝1：（1.6～2.4）：（0.8～1.2），在300～400转速/分钟下行星球磨混合2～6小时；其中，球磨介质为玛瑙球。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述合成的温度为700～850℃，时间为4～6小时。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述合成的升温速率为4～6℃/min。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在造粒过程中加入合成后陶瓷粉体质量5%～10%的粘结剂进行造粒。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，粘结剂为浓度为4～8wt.%聚乙烯醇溶液。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述排塑的温度为600～800℃，保温3小时。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述排塑的升温速率不高于2℃/min。

12.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为980～1030℃，时间为2～5小时。

13.根据权利要求4-12中任一项所述的制备方法，其特征在于，对所得铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料进行电极制备。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述电极为银浆电极，电极烧结条件为700～800℃，保温60分钟以下。