[发明专利]掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法

权利要求书

1.一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法以Fe₂O₃、Bi₂O₃、BaTiO₃、M金属化合物和N金属化合物为原料，通过控制两步烧结法的反应条件，制得结晶性良好、结构致密、压电性能良好和高居里温度的掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷。

2.根据权利要求1所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：

(1)根据(1-x)Bi_1-yM_yFe_1-zN_zO₃-xBaTiO₃的化学计量比称取原料Bi₂O₃、Fe₂O₃、BaTiO₃、M金属化合物和N金属化合物进行配料,其中x、y和z为摩尔分数，0x1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1；M为La³⁺、Nb³⁺、Sm³⁺，N为Ti⁴⁺、Ga³⁺、Al³⁺；将所称取的原料置于球磨机中，以无水乙醇和氧化锆磨球作为球磨介质在转速250～450r/min下球磨2～16h，得到浆料，将浆料置于70～120℃下烘干，得到干燥粉；

(2)烘干后的粉料过筛后置于氧化铝坩埚中，在780℃～950℃下预烧2～12h，得到预烧粉，再将预烧粉置于球磨机中进行二次球磨，再于70～120℃烘干；

(3)将步骤(2)的粉末过筛后，加入浓度为2wt％的聚乙烯醇，充分研磨至粉料呈粒状，得到颗粒均匀的粉料；

(4)将步骤(3)中的粉料放入金属模具中，压片机压制成型，获得陶瓷坯体；

(5)将步骤(4)中的陶瓷坯体置于马弗炉中，升温至300～440℃，并保温1～2h，进行排胶，然后升温至950～1050℃，保温1～2min，然后降温至900～1000℃，烧结6～10h；随后样品随炉冷却至室温，制备所需陶瓷。

3.根据权利要求2所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷化学式可表示为(1-x)Bi_1-yM_yFe_1-zN_zO₃-xBaTiO₃。

4.根据权利要求2所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所使用的金属化合物在制备陶瓷的过程中不会释放气体。

5.根据权利要求2所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，x、y和z为摩尔分数，0x1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，y与z不能同时为0。

6.根据权利要求2所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述压片机的压力为80～120MPa，保压时间为60～300s。

7.根据权利要求2所述一种掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，升温速率为5～10℃/min。

8.根据权利要求2所述方法制备的掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的应用，其特征在于，制备的掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅铁电陶瓷材料作为电子元器件用于温度稳定型电容器及高温应用领域。

9.根据权利要求8所述掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅压电陶瓷材料的应用，其特征在于，制备的掺杂型铁酸铋-钛酸钡基无铅铁电陶瓷材料作为电子元器件用于作为电子元器件用于自动燃油喷射、石油测井或航空加速度计。