一种织构化压电陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种织构化压电陶瓷材料及其制备方法，该压电陶瓷材料由模板材料晶体和基体材料构成，具有001取向的Bi₄Ti₃O₁₂、Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅或Na_0.5Bi_0.5TiO₃模板材料晶体在基体材料中形成定向排列；所述的基体材料具有以下化学表达式：(1‑x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃—xBaTiO₃，x为0.03～0.09；该压电陶瓷材料的制备方法是先制备基体材料薄片，将模板材料晶体涂刷在基体材料表面形成定向排列，再将多块薄片叠加，热压成型，烧结，即得织构化压电陶瓷材料；该制备方法操作简单、成本低、适用于大规模工业化生产，制得的压电陶瓷材料织构化程度高，具有300℃以上居里温度，且压电性能良好，可以广泛应用于可广泛应用于压电传感器、压电电动机以及高精度位移控制等方面。

主权项

一种织构化压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制备模板材料晶体和基体材料薄片1)、通过熔盐法合成具有001晶体结构的Bi₄Ti₃O₁₂、Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅或Na_0.5Bi_0.5TiO₃模板材料；2)、通过固相反应法、水热法、熔盐法或溶胶凝胶法制备(1‑x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃—xBaTiO₃基体材料粉体，再将所得基体材料粉体依次经过粘塑性加工工艺和压延工艺处理，得到厚度不大于100μm基体材料薄片；步骤二：制备织构化压电陶瓷材料坯体将步骤一制得的模板材料晶体分散到有机溶剂中配制成浆料，所得浆料通过涂刷方式涂覆到步骤一所得的基体材料薄片表面在基体材料薄片表面形成一层具有定向排列的模板材料晶体层；再将多块涂刷有模板材料晶体层的基体材料薄片叠加、热压成型，得到织构化压电陶瓷材料坯体；步骤三：制备织构化压电陶瓷材料将步骤二所得织构化压电陶瓷材料坯体通过升温排胶，等静压烧结，制得织构化压电陶瓷材料；所述的织构化压电陶瓷材料由模板材料晶体和基体材料复合构成，具有001取向的Bi₄Ti₃O₁₂、Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅或Na_0.5Bi_0.5TiO₃模板材料晶体在基体材料中形成定向排列；所述的基体材料具有以下化学表达式：(1‑x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃—xBaTiO₃，x为0.03～0.09；所述的模板材料为基料质量的1％～30％。