[发明专利]一种锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将Bi₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、BaCO₃、TiO₂和MnO₂混合，将混合料按质量比1:(1.2-1.5)加入无水乙醇，在转速为200-230转/min下球磨24-48小时，将球磨后的混合物在80℃-110℃烘干，锻烧，得到具有钙钛矿结构的预烧粉体；

将所述具有钙钛矿结构的预烧粉体按1:(1.2-1.5)加入无水乙醇在200-230转/min的转速下球磨12-24小时，80℃-110℃烘干，加入7-8w％的粘合剂PVA，100目过筛后，压制成型；

在500℃-650℃排粘合剂2h-4h，在1150-1200℃烧结，保温2-3h，升温速率为2-3℃/min，降温速率为4-5℃/min，得到锰掺杂钛酸铋钠-钛酸铋钾-钛酸钡陶瓷片；

将烧结后的陶瓷片镀金10min-20min，进行极化处理，得到锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷。

2.根据权利要求1所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其中，所述锻烧的温度为850-900℃，煅烧的时间为2-3小时，升温速率为5-6℃/min。

3.根据权利要求1所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其中，所述压制成型在4MPa-8MPa的压强下保压2-3min完成压制成型。

4.根据权利要求1所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其中，所述极化处理包括以下步骤：

在20℃-200℃下，50kV/cm-55kV/cm电场对陶瓷片进行极化处理30min-60min。

5.一种锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：它由权利要求1-4中任一项所述的制备方法制备得到的。

6.根据权利要求5所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：它的化学结构式为0.79Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.14Bi_0.5K_0.5TiO₃-0.07BaTiO₃:x mol％Mn，其中0≤x≤1。

7.根据权利要求6所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：它的晶体结构为室温下为四方相和伪立方相共存。

8.根据权利要求6所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：它的压电系数d₃₃为150pC/N-180pC/N，退极化温度T_d为165℃-185℃。

9.权利要求5所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的应用，其特征在于：它用于制作压电器件。

10.权利要求9所述锰掺杂钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的应用，其特征在于：它用于滤波器、谐振器或蜂鸣器。