一种复合体系高居里温度压电陶瓷的化学制备方法

摘要

本发明提供了一种高居里温度复合体系压电陶瓷的制备方法。所述方法以铋、镱、铅、锆和钛的盐类为起始原料，按(1-x)(0.1BiYbO₃-0.9PbTiO₃)-xPbZrO₃(其中x＝0.3～0.6)的化学组成进行配料，之后选择合适的分散介质并结合稳定剂的螯合作用制成稳定溶液，然后通过控制温度、浓度及加料顺序等工艺条件，使几种金属盐形成均匀的溶胶，再经浓缩、干燥及充分煅烧，制备出纳米级压电陶瓷细微粉料，进而造粒、压片、排胶、烧结制成所需压电陶瓷。本发明所提出的复合体系高温压电陶瓷的制备方法具有制备温度低，成本低，重复性好，样品性能均匀稳定，综合电学性能可大幅度提高等优点，具有广阔的应用前景。

主权项

一种复合体系高居里温度压电陶瓷的化学制备方法，包括以下步骤：1)将铋、镱、铅和锆的盐类及钛的有机盐分别溶解于溶剂中，制备相应的金属盐溶液，通过加热、搅拌方法促进上述金属盐溶解直至溶液澄清；其中，所述压电陶瓷的化学通式为(1‑x)(0.1BiYbO₃‑0.9PbTiO₃)‑xPbZrO₃，其中x＝0.3～0.6；2)在步骤1)制备的各溶液中加入螯合剂制成稳定溶液；3)将步骤2)得到的溶液按一定顺序混合，得到溶胶，并于60～100℃下对溶胶进行加热浓缩2～8h得到湿凝胶；4)将湿凝胶于100～150℃下加热3～8h，再于160～200℃下烘3～8h得到干凝胶；5)将干凝胶粉碎研磨后摊开于平面陶瓷坩埚基板上，在500～850℃下锻烧3～8h，制得压电粉料；6)将压电粉料进行球磨，并将球磨得到的浆料烘干，加入PVA粘接剂后进行研磨造粒、过筛，并压制成陶瓷坯体；7)将陶瓷坯体排塑后，在950～1150℃烧结1‑5h，制得压电陶瓷体；8)将压电陶瓷涂银电极后，在140‑180℃的油浴中极化20‑30分钟降温，制得所需压电陶瓷制品，所述压电陶瓷制品的居里温度为400℃以上；其中，步骤1)所述铋盐为硝酸铋，其溶剂为稀硝酸，所述稀硝酸浓度为1～10mol/L；步骤1)所述镱盐为硝酸镱或乙酸镱，其溶剂为与该盐具有相同负离子的酸类；步骤1)所述铅盐为硝酸铅或乙酸铅，其溶剂为与该盐具有相同负离子的酸类；步骤1)所述锆盐为硝酸锆、乙醇锆、丙醇锆、异丙醇锆、丁醇锆或叔丁醇锆中的一种；步骤1)所述钛的有机盐为钛酸四丁酯、异丙醇钛或钛酸四乙酯中的一种，所用的溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种。