[发明专利]一种高击穿场强、高光电流密度的铌酸钠基无铅铁电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高击穿场强、高光电流密度的铌酸钠基无铅铁电陶瓷材料，其特征在于：该陶瓷材料的通式为(1-x)NaNbO₃-xBa(Nb_0.5Ni_0.5)O_3-σ，式中x代表Ba(Nb_0.5Ni_0.5)O_3-σ占总物质量的摩尔比，x的取值为0.2，所述陶瓷材料为四方相钙钛矿结构，带隙值2.57 eV，居里温度为380 ℃，介电击穿强度为270 kV/cm，极化强度为22.1 μC/cm²，短路电流密度为150 nA/cm²；

上述铌酸钠基无铅铁电陶瓷材料的制备方法由下述步骤组成：

（1）配料

按照(1-x)NaNbO₃-xBa(Nb_0.5Ni_0.5)O_3-σ的化学计量，分别称取纯度均为99.99%的Na₂CO₃、Nb₂O₅、NiO，纯度99%的BaCO₃，将称取的所有原料混合均匀后装入尼龙罐中，以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质，充分混合球磨18～24小时，分离锆球，将原料混合物在80～100℃下干燥12～24小时，用研钵研磨，过80目筛；

（2）预烧

将步骤（1）过80目筛后的原料混合物置于氧化铝坩埚内，用玛瑙棒压实，加盖，850～950℃预烧4～6小时，自然冷却至室温，用研钵研磨，得到预烧粉；

（3）二次球磨

将预烧粉装入尼龙罐中，以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质，充分混合球磨12～24小时，分离锆球，将预烧粉在80～100℃下干燥12～24小时，用研钵研磨，过180目筛；

（4）压片

将过180目筛后的预烧粉用粉末压片机压制成圆柱状坯件，然后在200～300 MPa的压力下进行冷等静压15～20分钟；

（5）无压密闭烧结

将圆柱状坯件放在氧化锆平板上，将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中，先以10℃/分钟升温至1000℃，再以3℃/分钟的升温速率升温至1180℃烧结6小时，随炉自然冷却至室温，制备成铌酸钠基无铅铁电陶瓷材料。