[发明专利]一种具有高发电特性的无铅压电能量收集材料及其制备方法

权利要求书

1.一种应用于能量收集器件的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，化学组成为：

(1-x)Ba(Zr_0.185Cu_0.015Ti_0.8)O_2.985-x(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃，x的数值为0.50～0.60，其制备方法包括以下步骤：

(1)按照化学式(1-x)Ba(Zr_0.185Cu_0.015Ti_0.8)O_2.985-x(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃中各元素的摩尔配比，称取原料BaCO₃、CaCO₃、BaZrO₃、TiO₂及CuO，其中，x的数值为0.50～0.60；

(2)将称量好的原料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于球磨机中球磨，然后烘干，将干燥后的粉体在1100～1200℃下煅烧2小时，随炉冷却；

(3)将步骤(2)冷却后的粉料经过二次球磨并烘干，烘干后的粉末研磨并进行造粒；

(4)将步骤(3)造粒得到的粉料静置后，压制成型，得到素坯体，然后进行排胶处理，最终在1300～1400℃烧结，保温4小时，随炉冷却至室温，得到目标材料。

2.按照权利要求1所述的一种应用于能量收集器件的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，化学组成为0.45Ba(Zr_0.185Cu_0.015Ti_0.8)O_2.985-0.55(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃，其相结构在室温下为三方-正交-四方共存。

3.一种无铅压电陶瓷材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照化学式(1-x)Ba(Zr_0.185Cu_0.015Ti_0.8)O_2.985-x(Ba_0.7Ca_0.3)TiO₃中各元素的摩尔配比，称取原料BaCO₃、CaCO₃、BaZrO₃、TiO₂及CuO，其中，x的数值为0.50～0.60；

(2)将称量好的原料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于球磨机中球磨，然后烘干，将干燥后的粉体在1100～1200℃下煅烧2小时，随炉冷却；

(3)将步骤(2)冷却后的粉料经过二次球磨并烘干，烘干后的粉末研磨并进行造粒；

(4)将步骤(3)造粒得到的粉料静置后，压制成型，得到素坯体，然后进行排胶处理，最终在1300～1400℃烧结，保温4小时，随炉冷却至室温，得到目标材料。

4.按照权利要求3所述 的方法，其特征在于，步骤(3)采用PVA造粒，步骤(4)将素坯体在560℃排胶处理。

5.权利要求1或2所述的无铅压电材料的应用，用于压电能量收集器，产生性能稳定的典型的正弦电压、电流信号。