无铅压电陶瓷与聚乙烯醇压电复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚乙烯醇(PVA)压电复合材料及其制备方法。该方法按通式(1-x)(Li_aNa_bK_1-a-b)(Nb_1-cSb_c)O₃-xABO₃-yM组分配料，以分析纯无水碳酸盐或氧化物为原料，用传统陶瓷制备工艺制得陶瓷粉末；将陶瓷粉末与聚乙烯醇按体积比5/90～95/5的比例配成混合粉料后加入去离子水，再加热使PVA溶解；然后超声分散，将混合粉料烘干后经压片机冷压成型，再用马弗炉加温处理，最后在其表面溅射金属电极，经硅油浴极化，即制得铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚乙烯醇压电复合材料。该压电复合材料为纯钙钛矿晶相，无杂相；且具有良好的压电性能与介电性能。

主权项

1.一种铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚乙烯醇压电复合材料的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：(1)铌酸钠钾基无铅压电陶瓷粉末的制备：以分析纯的无水碳酸盐或氧化物为原料，采用传统固相烧结法制备工艺，按照通式为(1-x)(LiaNabK1-a-b)(Nb1-cSbc)O3-xABO3-yM的组分配料，其中，a、b、c、x和y为各元素在材料组分中所占的原子百分比，并且：0＜a≤0.15，0≤b≤1，0≤c＜1，0≤x≤1，0≤y≤0.02；A为Ag+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+、Bi3+、La3+、Y3+、Yb3+；B为Ta5+、Ti4+、Zr4+、Mn3+、Sc3+、Fe3+、In3+、Al3+、Ga3+、Cr3+、Co3+、Mg2+、Zn2+等；M为至少一种选自下列金属的氧化物或者碳酸盐，Na、K、Li、Ag、Ta、Sb、Al、Cu、Mn、Fe、Ca、Ba、Mg、Sr、La、Co、Y、Zn、Bi、Ga、In、Yb；(2)将步骤(1)中制备好的陶瓷粉末与聚乙烯醇粉末按体积百分比5/95～95/5的比例加入烧杯中配成混合粉末，加入去离子水，再加热使得聚乙烯醇溶解；(3)将步骤(2)中获得的混合粉末经超声分散后烘干，磨细后于粉末压片机中于5～20MPa的压力下冷压成型；(4)将步骤(3)中获得的成型复合片置于马弗炉中，于180℃的温度下热处理4小时，即制得铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚乙烯醇压电复合材料坯料；(5)在步骤(4)中获得的压电复合材料表面通过离子溅射仪溅射上金属电极；(6)将上述表面溅射有金属电极的复合材料放入硅油浴中加电压进行极化，即得到极化了的铌酸钠钾基无铅压电陶瓷-聚乙烯醇压电复合材料样品，测试其压电性能与介电性能。