碱金属铌钽锑酸盐基无铅压电陶瓷及制备方法

摘要

本发明公开了一种钡基立方钙钛矿改性的碱金属铌钽锑酸盐基无铅压电陶瓷及其制备方法，以通式(1-u)[(NaxKy)(Nbx+y-zSbz)O3+(1-x-y-v)LiTaO3+vBaMeO3]+uM来表示。本发明的陶瓷组成具有菱形铁电相和四方铁电相的准同型相界，以及良好的烧结特性和压电性能，是一种性能良好的无铅系的环境协调性的压电陶瓷，可实现对部分含铅的传统压电陶瓷的替代，可采用传统压电陶瓷的制备技术和工业用原料获得，具有实用性。

主权项

碱金属铌钽锑酸盐基无铅压电陶瓷，其特征在于：其组成组分由以下通式来表达： (1‑u)[(NaxKy)(Nbx+y‑zSbz)O3+(1‑x‑y‑v)LiTaO3+vBaMeO3]+uM(1) 式中x，y，z，u，v为各元素在材料组分中所占的原子百分比，取值均小于1； 并且：x≥0.52、y≥0.4、0＜z≤0.08、1‑x‑y‑v＞0、v＞0以及0＜u＜0.02； Me选自Zr4+、Hf4+、Sn4+四价的金属离子中的一种或多种； M选自Na、K、Li、Ag、Cu、Fe、Mn、Zn、Nd、Sm、Yb、Sc金属的氧化物或者碳酸盐中一种或多种； 制备包括以下步骤： a、以Na2CO3，K2CO3，Li2CO3，Nb2O5，Ta2O5，Sb2O5，ZrO2，HfO2，SnO2，以及用于掺杂的金属氧化物或者碳酸盐为原料，按照式(1)配料； b、配好的原料以无水乙醇为介质，经6‑12小时的球磨混料后、干燥得到干粉；所得干粉在氧化铝坩埚中以850‑1050℃的温度煅烧1‑4小时；重复球磨混料和煅烧工艺一次，完成预煅烧合成； c、预合成的粉体经过研碎后仍以无水乙醇为介质再细磨22‑26小时，干燥后的粉体过110‑130目筛后在50‑200MPa的压力下成型为坯体； d、成型后的坯体在空气中常压下采用埋粉末法烧结，并置于倒放的双坩埚中，烧结温度为1000‑1250℃，烧结时间为1‑4小时、升温速率为1.5‑2.5℃/min； e、烧成品经过抛光处理后被银电极，后在硅油中加电压进行极化，极化电压为1.5‑3.5kV/mm，极化温度为25‑150℃，极化时间为5‑30分钟； f、按照IRE的标准制成压电陶瓷样品进行压电和机电耦合性能的测试。