[发明专利]一种铋基钙钛矿型无铅压电陶瓷及其低温制备方法

权利要求书

1.一种低温烧结钙钛矿结构无铅压电陶瓷，其特征在于：组成通式为(1-x)BiMeO₃-xBa(Ti_1-uZr_u)O₃+Y，其中x、u表示摩尔分数，Y表示多元复合烧结助剂，0<x<0.5，0< u <0.5，0<Y<0.1，式中M为三价金属元素。

2.如权利要求1，所述的钙钛矿结构无铅压电陶瓷，其特征在于：所述的三价金属元素M为Fe、Co、Ni、Sc、Mo、In、Al、Ga和Mn中的一种或多种，其中至少含有Fe。

3.如权利要求1，所述的钙钛矿结构无铅压电陶瓷，其特征在于：所述的多元烧结助剂 Y为Li₂CO₃、SrCO₃、CuO，V₂O₅， MnO₂，SnO₂，ZnO，SiO₂、Bi₂O₃、Ba(W_0.5Cu_0.5)O₃、MoO₃与B₂O₃中的多种，其中至少含有CuO、SrCO₃、MnO₂；其中Y的摩尔比m的组成分别为：0≤m(Li₂CO₃)≤20%，0<m(SrCO₃)≤50%，0<m(CuO)≤50%，0≤m(V₂O₅)≤15%，0<m(MnO₂)≤20%，0≤m(SnO₂)≤15%，0≤m(ZnO)≤30%，0≤m(SiO₂)≤30%，0≤m(Bi₂O₃)≤20%，0≤m(MoO₃)≤15%，0≤m(B₂O₃)≤15%，0≤m(Ba(W_0.5Cu_0.5)≤30%。

4.如权利要求1-3所述的钙钛矿结构无铅压电陶瓷的制备方法，其特征是：采用传统陶瓷的固相合成法，主要步骤如下：

（1）以分析纯Li₂CO₃、V₂O₅、SnO₂、SiO₂、Bi₂O₃、MoO₃、Ba(W_0.5Cu_0.5)O₃、B₂O₃、CuO、SrCO₃、Bi₂O₃、Li₂CO_3、MnO₂和ZnO中的多种为原料，按照Y的组成进行配料，以无水乙醇为介质球磨，干燥；

（2）以分析纯原料按照化学式(1-x)BiMeO₃-xBa(Ti_1-uZr_u)O₃进行配料，以无水乙醇为介质球磨24小时，在80℃烘干，放入高铝坩埚加盖，以250℃/h的升温速率到750-850℃保温2小时合成；合成的粉料加入Y多元复合烧结助剂，以无水乙醇为介质球磨24小时，在80℃烘干，加入5%PVA溶液造粒；

（3）在钢模中于100MPa下压制成型；

（4）成型的素片以100℃/h的升温速率在600℃保温2h排胶，再以100℃/min的升温速率到900℃保温2h烧结，以2℃/min的速度降温到850℃保温2h，随炉冷却到室温，烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约1mm的薄片，披银电极；

（5）在硅油中极化，极化电场5000V/mm，温度120℃，时间10分钟，保持电场冷却至室温。