[发明专利]一种高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：以通式(1-x)(K_aNa_b)_cLi_d(Nb_eTa_fSb_g)O₃-xBaZrO₃表示，其中a、b、c、d、e、f、g为摩尔分数，0.35＜a≤0.6、0.35＜b≤0.6、0.92＜c≤0.99、0＜d≤0.25、0.74＜e≤0.89、0.1＜f≤0.3、0.01≤g＜0.3；x表示BaZrO₃对(K_aNa_b)_cLi_d(Nb_eTa_fSb_g)O₃的摩尔百分比，0≤x≤30％。

2.根据权利要求1所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述x为0＜x≤30％。

3.根据权利要求1或2所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述a、b、c、d、e、f、g、x分别为0.41＜a≤0.58、0.41＜b≤0.56、0.92＜c≤0.99、0＜d≤0.25、0.74＜e≤0.89、0.1＜f≤0.3、0.01≤g＜0.3、0.2％≤x≤30％。

4.根据权利要求3所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述a、b、c、d、e、f、g、x分别为0.42≤a≤0.56、0.42≤b≤0.56、0.93≤c≤0.99、0.01≤d≤0.25、0.75≤e≤0.89、0.11≤f≤0.3、0.01≤g≤0.2、0.2％≤x≤15％。

5.权利要求1-4之一所述高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷预烧坯体

(1-1)将K、Na、Li、Ba的碳酸盐，Nb、Sb、Ta、Zr的氧化物按照所述通式称取配料；

(1-2)将配好的原料加入以无水乙醇为介质的球磨机中，球磨混料2～48h，烘干后得到混合粉料；

(1-3)将混合粉料在空气中，于700～1000℃温度下预烧，保温2～10h，随炉冷却；

(1-4)将预烧后的物料以无水乙醇为介质球磨2～48h，烘干造粒，在15～26MPa下压制成型得到铌酸钾钠基无铅压电陶瓷预烧坯体；

(2)将预烧坯体在空气中烧结，烧结温度为1000～1200℃，保温时间为1.5～10h，随炉冷却得到陶瓷片；

(3)陶瓷片上银极化，极化温度为100～180℃，极化电压为2～7KV/mm，极化时间为20～60min，制得高性能铌酸钾钠无铅压电陶瓷。

6.根据权利要求5所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(1-3)中，将混合粉料在10～30MPa压力下压制成型后进行预烧，得到的预烧物料为铌酸钾钠基预烧块；所述铌酸钾钠基预烧块磨碎后，进行后续的球磨、烘干造粒。

7.根据权利要求6所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述磨碎的粒度为过60～100目筛。

8.根据权利要求5或6或7所述的高性能铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(1-4)中，按照质量比乙醇∶球∶物料＝1～2∶2～3∶1～2进行球磨。