一种无铅压电陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无铅压电陶瓷材料，其分子式为[(K0.5Na0.5)1-xLix](Nb1-y-zTaySbz)O3，(x＝0.01～0.10，y＝0.01～0.20，z＝0.01～0.10)。同时公开了一种无铅压电陶陶瓷材料的制备方法，为两步法的水热合成方法，第一步以金属氧化物为原料，异丙醇辅助水热反应，合成锑、钽共掺杂的铌酸钾粉体；第二步以第一步合成的粉体，以氢氧化钠为原料合成得到锑和钽共掺杂的铌酸钾钠粉体。本发明的两步水热合成方法合成的无铅压电陶瓷粉体高纯、超细、流动性好、粒径分布窄、颗粒团聚程度轻、晶体发育完整、烧结活性高，提供的两步水热合成方法采用的设备简单，操作易行，且合成条件温和，便于工业化生产。

主权项

一种用于制备无铅压电陶瓷材料的方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一：配制浓度为2M～10M的氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂溶液，并配制碱度为2～10M的氢氧化钾与氢氧化锂摩尔比为10∶1～100∶1的混合液；步骤二：采用步骤一的氢氧化钾与氢氧化锂的混合液与异丙醇配制体积比为1∶4～2∶3的混合溶液，倒入不锈钢水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，保持填充度为20％‑80％；步骤三：称取五氧化二铌、五氧化二锑和五氧化二钽粉体，倒入步骤二的混合溶液中，搅拌5～60分钟，五氧化二铌、五氧化二锑和五氧化二钽的摩尔比为1∶1∶8～8∶1∶1；步骤四：将步骤二的聚四氟乙烯内衬装入不锈钢水热反应釜，放入烘箱进行水热反应，温度为160℃～300℃，时间为4～36小时，得到沉淀物；步骤五：将步骤四得到的沉淀物用去离子水真空抽滤至中性；得到的滤饼在温度60～100℃下干燥24～48小时，得到分散性好的粉体；步骤六：采用步骤一的氢氧化钠溶液与异丙醇配制体积比为1∶4～2∶3的混合溶液，保证异丙醇与水的体积比为3∶2，将混合液倒入不锈钢水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，保持填充度为20％～80％；步骤七：称取步骤五得到的粉体倒入步骤六的混合溶液中，机械搅拌5～60分钟，保证粉体与溶液中的氢氧化钠摩尔比为2∶1～1∶1；步骤八：将聚四氟乙烯内衬装入不锈钢水热反应釜，放入烘箱进行水热反应，温度为160℃～300℃，时间为4～36小时，得到沉淀物；步骤九：将步骤八得到的沉淀物用去离子水真空抽滤至中性；得到的滤饼在温度80℃下干燥24小时得到分散性好、锂锑钽共掺杂的分子式为[(K0.5Na0.5)1‑xLix](Nb1‑y‑zTaySbz)O3的无铅压电陶瓷材料，其中x＝0.01～0.10，y＝0.01～0.20，z＝0.01～0.10。