[发明专利]一种钒掺杂铌酸钠压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种钒掺杂铌酸钠压电陶瓷，由具有式1所示化学组成的物质形成：NaNb_1-xV_xO₃ 式1，其中，0.1≤x≤0.15；所述钒掺杂铌酸钠压电陶瓷为钙钛矿晶体结构；

所述钒掺杂铌酸钠压电陶瓷的制备方法包括以下步骤：

将Na₂CO₃、Nb₂O₅和V₂O₅混合，得到混合料；所述Na₂CO₃中Na的摩尔量在根据式1计算得到的Na的理论摩尔量的基础上增加5~7%；所述Nb₂O₅中Nb的摩尔量对应式1中Nb的理论摩尔量；所述V₂O₅中V的摩尔量对应式1中V的理论摩尔量；

将所述混合料进行煅烧，得到煅烧料；

将所述煅烧料依次进行第一压制和第一烧结，将得到的烧结片坯处理成粉，得到烧结粉料；

将所述烧结粉料在H₂-Ar混合气体中进行低温还原处理，得到中间陶瓷粉；所述低温还原处理的温度为450℃；

将所述中间陶瓷粉和粘结剂混合，将所得混合料进行第二压制，将所得压制片坯依次进行排胶和第二烧结，得到钒掺杂铌酸钠压电陶瓷。

2.权利要求1所述钒掺杂铌酸钠压电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

将Na₂CO₃、Nb₂O₅和V₂O₅混合，得到混合料；所述Na₂CO₃中Na的摩尔量在根据式1计算得到的Na的理论摩尔量的基础上增加5~7%；所述Nb₂O₅中Nb的摩尔量对应式1中Nb的理论摩尔量；所述V₂O₅中V的摩尔量对应式1中V的理论摩尔量；

将所述混合料进行煅烧，得到煅烧料；

将所述煅烧料依次进行第一压制和第一烧结，将得到的烧结片坯处理成粉，得到烧结粉料；

将所述烧结粉料在H₂-Ar混合气体中进行低温还原处理，得到中间陶瓷粉；所述低温还原处理的温度为450℃；

将所述中间陶瓷粉和粘结剂混合，将所得混合料进行第二压制，将所得压制片坯依次进行排胶和第二烧结，得到钒掺杂铌酸钠压电陶瓷。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为550~650℃，保温时间为4~12h；所述煅烧在空气氛围下进行。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一压制的压力为3~10MPa，保压时间为3~10min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的温度为550~650℃，保温时间为4~12h；所述第一烧结在空气氛围下进行。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述低温还原处理的时间为8h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述H₂-Ar混合气体中H₂的体积含量为2%。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二压制的压力为7MPa，保压时间为5min。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述排胶的程序为：以1~3℃/min的升温速率升温至300℃保温1h，再以1~3℃/min的升温速率升温至500℃保温1h；所述排胶在氩气气氛下进行。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二烧结的温度为850℃，保温时间为4h；所述第二烧结在氩气气氛下进行。