[发明专利]一种高密度KNN-BNN压电陶瓷及其成型方法

摘要

本发明公开了一种高密度KNN‑BNN压电陶瓷及其成型方法，首先制备(1‑x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃‑xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉料，通过热压压片成型，在1150～1200℃下烧结成型，得到相对密度大于98.5%，压电常数120pC/N以上的铌酸钾钠基陶瓷，其具有良好的介电性能，相对介电常数为800‑1500。本发明工艺步骤简单，重复性好，易于操作。

主权项

1.一种高密度KNN‑BNN压电陶瓷的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）配料：按化学组成通式(K_0.5Na_0.5)NbO₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料；（2）球磨：在步骤（1）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，经烘干后再将混合料放入研钵内进行研磨；（3）预烧：将上述研磨后的混合料压实，置于马弗炉中，升温至800～900℃并保温2～6 h进行预烧，然后再自然冷却至室温后取出；（4）二次球磨：往步骤（3）的经预烧后的混合料中加入球磨介质，进行球磨7～10 h，再将其烘干，经筛网过筛后，制得(K_0.5Na_0.5)NbO₃粉体；（5）配料：按化学组成通式Bi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料；（6）球磨：在步骤（5）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，经烘干后再将混合料放入研钵内进行研磨；（7）预烧：将上述研磨后的混合料压实，置于马弗炉中，升温至750～850℃并保温2～6 h进行预烧，然后再自然冷却至室温后取出；（8）二次球磨：往步骤（7）的经预烧后的混合料中加入球磨介质，进行球磨7～10 h，再将其烘干，经筛网过筛后，制得Bi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉体；（9）配料：按(1‑x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃与xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃的质量比称取原料，然后混匀得到混合料，其中x=0.005‑0.2；（10）球磨：在步骤（9）的混合料中加入球磨介质并进行球磨8～14 h，再将其烘干，然后放入研钵内进行研磨，得到(1‑x)(K_0.5Na_0.5)NbO₃ ‑xBi(Ni_2/3Nb_1/3)O₃粉体；（11）造粒：往步骤（10）的粉体加入5～10 wt%的聚乙烯醇溶液混合均匀，然后再置于烘箱中干燥，再经筛网过筛；（12）压片：将经过步骤（11）处理后的粉体加入模具中，在液压机下以5～20 MPa的压力，120‑180℃温度下压30 min。压成厚度0.5～1.5 mm的生坯；（13）排胶：将上述生坯置于托盘中并加盖，然后放入马弗炉中，在600～800℃的温度下保温1～3 h进行排胶，然后再将其随炉自然冷却至室温；（14）烧结：将经过步骤（13）处理的生坯置于马弗炉中，于1150～1200℃下烧结6～12 h，然后自然冷却至室温，制得高密度KNN‑BNN压电陶瓷。