[发明专利]一种高d33亚微米级Al3+掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷的热压烧结方法

摘要

本发明公开了一种高d₃₃亚微米级Al³⁺掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷的热压烧结方法，该方法通过向(Na_0.5K_0.5)NbO₃预烧粉中添加氧化铝，经热压烧结、退火、被银、极化，得到亚微米级Al³⁺掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷。本发明制备的无铅压电陶瓷的晶粒尺寸均为亚微米尺寸，平均晶粒尺寸为230～650nm，并且组分较简单，烧结温度较低，具有较高介电铁电性能，其压电常数d₃₃达到130～142pC/N，居里温度T_c高达398～417℃，且不含环境危害性元素铅，环境友好，在高温电子设备中具有实际的应用价值。

主权项

一种高d₃₃亚微米级Al³⁺掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷的热压烧结方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)按照(Na_0.5K_0.5)NbO₃的化学计量比，将碳酸钠、碳酸钾、五氧化二铌分别加入到尼龙罐中，以无水乙醇为球磨介质，在滚筒式球磨机上充分混合球磨24～48小时后，在80～120℃下烘干，得到原料混合物；(2)将步骤(1)的原料混合物在800～850℃预烧2～3小时，得到(Na_0.5K_0.5)NbO₃预烧粉；(3)向(Na_0.5K_0.5)NbO₃预烧粉中加入其摩尔量0.3％～0.8％的氧化铝，以无水乙醇为球磨介质，再次混合球磨12～24小时后，在80～120℃下烘干，得到混合干粉；(4)将步骤(3)所得混合干粉装入内表面为氮化硼涂层的石墨磨具中，置入热压烧结炉中，在真空条件下升温至1050℃，在15～20MPa外压下保温保压1～3小时，得到陶瓷片；(5)将步骤(4)所得陶瓷片在850～950℃下退火1～2小时；(6)将步骤(5)退火后的陶瓷表面打磨，抛光，用酒精搽拭干净，在其上下表面分别涂覆银浆，置于电阻炉中650℃保温30分钟，自然冷却至室温；(7)将步骤(6)烧银后的陶瓷置于常温硅油中，在5～6kV/mm电场下极化15～20分钟，得到高d₃₃亚微米级Al³⁺掺杂铌酸钾钠无铅压电陶瓷。