一种Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷的制备方法

摘要

本发明提供了一种Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将BaCl₂·2H₂O和CaCl₂加入到水中配成混合液，搅拌混合液、静置；将ZrOCl₂·8H₂O溶液和TiCl₄加入到KOH溶液中，得到Ti(OH)_x和Zr(OH)_y的混合凝胶；将步骤1）中制备的混合液加入到Ti(OH)_x和Zr(OH)_y的混合凝胶中，搅拌，得到水热反应的前驱液；将前驱液移入水热釜中反应；待反应结束，水热釜温度降至室温后，取出水热釜，将水热釜中的产物洗涤后，再干燥，得到无铅压电陶瓷粉体；将成型后的坯体进行微波烧结，得到纳米无铅压电陶瓷。本发明通过采用溶胶-凝胶改性的水热方法制备陶瓷粉体，同时利用微波烧结技术进行烧结，得到了晶粒尺寸在100nm以下的纳米无铅压电陶瓷；该纳米无铅压电陶瓷不含铅，避免了铅毒对人体以及环境的危害。

主权项

一种Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按Ba:Ca=9:1的摩尔比将BaCl₂·2H₂O和CaCl₂加入到水中配成混合液，搅拌混合液、静置；2）按Ti:Zr:[OH‑]=9:1:(36～90)的摩尔比将ZrOCl₂·8H₂O溶液和TiCl₄加入到KOH溶液中，在60～100℃水浴环境下保温2～4h，得到Ti(OH)_x和Zr(OH)_y的混合凝胶；3）按Ba:Ti=1:1的摩尔比将步骤1）中制备的混合液加入到Ti(OH)_x和Zr(OH)_y的混合凝胶中，搅拌，得到水热反应的前驱液；4）将前驱液移入水热釜的内衬中，再将内衬放入水热釜中，设定反应温度为60～100℃，反应时间为10～20h；5）待反应结束，水热釜温度降至室温后，取出水热釜，将水热釜中的产物洗涤后，再干燥，得到Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷粉体；6）将Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷粉体研磨、造粒、成型，再将成型后的坯体在马弗炉中进行微波烧结，烧结温度为1300～1400℃、保温时间为10～20min，然后随马弗炉冷却至室温，得到晶粒为90～100nm的Ba_0.9Ca_0.1Ti_0.9Zr_0.1O₃纳米无铅压电陶瓷。