[发明专利]一种掺杂PSMZT压电陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺杂PSMZT压电陶瓷，基本组成为Pb_0.98Sr_0.02(Mn_1/3Sb_2/3)_x(Zr_0.5Ti_0.5)_1-xO₃，0≤x≤0.1，其特征在于：该压电陶瓷掺入质量百分浓度a％的CoNb₂O₆、质量百分浓度b％的Bi₂O₃、质量百分浓度c％的Li₂CO₃、质量百分浓度d％的CuO和质量百分浓度e％的NiO，其中0.1≤a≤0.2，0.1≤b≤0.3，0.1≤c≤0.3，0.1≤d≤0.3，0.05≤e≤0.3。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂PSMZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤：

(1)按摩尔百分比为Nb∶Co＝2∶1称量Nb₂O₅和Co₂O₃原料，干燥后混合球磨，于1050～1200℃下合成CoNb₂O₆；

(2)按通式Pb_0.98Sr_0.02(Mn_1/3Sb_2/3)_x(Zr_0.5Ti_0.5)_1-xO₃(0≤x≤0.1)的摩尔百分比称量Pb₃O₄、SrCO₃、MnO₂、Sb₂O₃、ZrO₂和TiO₂原料，混合，球磨，干燥后过筛，800～900℃预烧并保温2～4h，合成PSMZT预烧物；

(3)将PSMZT预烧物粉碎成粉体后，按质量百分浓度a％的CoNb₂O₆+质量百分浓度b％的Bi₂O₃+质量百分浓度c％的Li₂CO₃+质量百分浓度d％的CuO+质量百分浓度e％的NiO，0.1≤a≤0.2，0.1≤b≤0.3，0.1≤c≤0.3，0.1≤d≤0.3，0.05≤e≤0.3，称量CuO、Bi₂O₃、Li₂CO₃、CoNb₂O₃和NiO原料，加入到粉体中混合，再次球磨15～20h，干燥，过筛后，加入5～8wt％的聚乙烯醇造粒，然后在60～120MPa压力下干压成片；

(4)将干压成片物在温度750～850℃排胶后，在密封填料PbZrO₃或Pb₃O₄中埋烧，烧结温度为900～1000℃，并保温3h，得到陶瓷；

(5)将烧结好的陶瓷经抛光和超声波清洗后被覆银电极，烧银温度为850℃；

(6)将烧好银的陶瓷在110～130℃的硅油中极化10～30分钟，极化的场强为3～4kV/mm，即得到掺杂PSMZT压电陶瓷。

3.根据权利要求2所述的一种掺杂PSMZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述干燥的温度为120℃，干燥时间为5h；所述混合球磨的时间为8～12h。

4.根据权利要求2所述的一种掺杂PSMZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述Pb_0.98Sr_0.02(Mn_1/3Sb_2/3)_x(Zr_0.5Ti_0.5)_1-xO₃中，Pb与Sr摩尔百分比为98∶2。