[发明专利]掺杂的五元系低温烧结压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂的五元系低温烧结压电陶瓷材料，其特征在于：用下述通式0.02Pb(Mg_1/2W_1/2)O₃-yPb(Sb_1/2Nb_1/2)]₃-(0.39-y)Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O₃-Pb_0.59(Zr_0.38Ti_0.21)O₃+xBa(Cu_1/2W_1/2)O₃表示的材料组成，式中0.10wt.％≤x≤0.40wt.％，0.000＜y≤0.030mol。

2.一种权利要求1掺杂的五元系低温烧结压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于该方法包括下述步骤：

(1)制备钨铜酸钡

将BaCO₃与CuO、WO₃按摩尔比为2∶1∶1混合，装入尼龙罐中，加入无水乙醇为分散剂和氧化锆球为球磨介质，无水乙醇与原料的重量比为1∶1.5～2.5，用球磨机球磨12小时，转速为400转/分，分离氧化锆球，将混合料放入干燥箱内，80℃干燥10小时，再放入研钵中研磨30分钟，过80目筛；过筛后的料置于氧化铝坩埚内，用玛瑙棒压实至松装密度为1.2～1.5g/cm³，加盖，在电阻炉内680～760℃预烧2～4小时合成Ba(Cu_1/2W_1/2)O₃，自然冷却到室温，出炉，将预烧粉体捣碎研磨1小时，装入尼龙罐中，同上工艺进行球磨烘干备用；

(2)配料合成

将Ba(Cu_1/2W_1/2)O₃、Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、Mg(OH)₂·MgCO₃·6H₂O、WO₃、Sb₂O₅、Nb₂O₅、NiO按通式的化学计量比进行混合，装入尼龙罐中，加入无水乙醇为分散剂和氧化锆球为球磨介质，无水乙醇与混合料的质量比为1∶2，用球磨机球磨6～12小时，转速为400转/分，分离氧化锆球，将混合料放入干燥箱内，80℃干燥5～10小时，再放入研钵中研磨30分钟，过80目筛；

(3)预烧

将研磨后的料置于氧化铝坩埚内，用玛瑙棒压实至松装密度为1.5g/cm³，加盖，在电阻炉内800～850℃预烧保温2～4小时，自然冷却到室温，出炉；将预烧粉体捣碎研磨1小时，装入尼龙罐中，加入无水乙醇为分散剂和氧化锆球为球磨介质，无水乙醇与预烧粉体的质量比为1∶2，用球磨机球磨6～12小时，进行二次球磨，转速为300转/分，分离氧化锆球，将混合料放入干燥箱内，80℃干燥5～10小时，过80目筛；

(4)造粒

将预烧过的烧块用研钵研细过160目筛，加入丙三醇和质量浓度为5％的聚乙烯醇溶液，预烧粉体与5％的聚乙烯醇溶液、丙三醇的质量比为1∶0.068～0.072∶0.0097～0.013，充分搅拌，自然干燥，过120目的筛，制成球状粉粒；

(5)压片

将造粒后的粉粒放入直径为15mm的不锈钢模具内，在100Mpa压力下压成1.5mm的圆柱状坯件；

(6)排胶

将坯件放入电阻炉内，500℃保温1小时进行有机物排除；

(7)烧结

将排胶坯件放入氧化铝坩埚内，盖上氧化铝坩埚盖进行密封，升温速度2～5℃/分钟，8801000℃烧结3～5小时，随炉自然冷却到室温；

(8)烧银

将烧结好的陶瓷表面打磨，抛光至0.8～1.2mm厚，用功率为100w的超声波清洗机、频率为50kHz的超声波清洗30分钟，烘箱内80℃干燥5～10小时，在其上下表面涂覆厚度为0.01～0.03mm的银浆，置于电阻炉中，850℃保温30分钟，自然冷却至室温；

(9)极化

将烧好银的试样置于甲基硅油中加热至120～180℃，施加3kV/mm～5kV/mm的直流高压，持续15～30分钟，制备成压电陶瓷。