[发明专利]一种无铅PTCR压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无铅PTCR压电陶瓷材料，其特征在于：所述无铅压PTCR电陶瓷材料的组成通式为：（Na_0.5Bi_0.5）_x1（Ba_1-x1-x2A₂）Ti_1-yB_yO₃+zmol%M，其中，0.08≤x1≤0.6；0≤x2≤0.2；0≤y≤0.05，0≤z≤3；所述A位和B位采用离子等效取代；所述A位元素为Sr、Ca、Y、La、Bi中的一种或多种；所述B位元素为Zr、Sn、Mn、Cu、Nb、Sb中的一种或者多种；所述M为氧化物Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、BaO、B₂O₃中的一种或者多种；所述无铅PTCR压电陶瓷材料的烧结过程处于压力为4.5GPa的高压环境中。

2.一种如权利要求1所述的无铅PTCR压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：采用TiO₂、CaCO₃、SrCO₃、BaCO₃、Na₂CO₃、BiO₃、Y₂O₃、La₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Sb₂O₅、MnO₂、CuO、ZrO₂、SnO₂、Al₂O₃、SiO₂和B₂O₃作为合成无铅PTCR压电陶瓷的原材料，按照预先设计好的配方（Na_0.5Bi_0.5）_x1（Ba_1-x1-x2A₂）Ti_1-yB_yO₃+zmol%M计算称重、并混合；

（2）预制：用高纯度无水乙醇作为球磨介质，用玛瑙球将混合物进行充分球磨，烘干后压块，在空气氛围中，预制温度800-1000℃，预制时间2小时；物料粉碎后并加入定量的M改性剂重新用玛瑙球进行球磨，烘干，加入8%重量比的PVB粘结剂，成型，排塑后得到无铅PTCR压电陶瓷生坯；

（3）烧结：将预制的无铅PTCR压电陶瓷生坯置于高压合成腔中，在压力为4.5 GPa高压环境中烧结，烧结温度为1180-1230℃，保温0.5-1小时；

（4）泄压：将烧结后的PTCR无铅压电陶瓷加工成所需尺寸，用超声波充分清洗，然后上欧姆接触电极，制成无铅PTCR压电元件。