[发明专利]一种高介电常数高压电应变发射型压电陶瓷材料及制备方法

权利要求书

1.一种高介电常数高压电应变发射型压电陶瓷材料，其特征在于：组成式为：Pb_1-xSr_x[(Mg_1/3Nb_2/3)_a(Zn_1/3Nb_2/3)_b(Zr_yTi_1-y)_1-a-b]O₃+mwt％Fe₂O₃，其中0≤x≤0.10，0.50≤y≤0.54，0.01≤a≤0.12,0.02≤a+b≤0.25,0≤m≤0.07。

2.根据权利要求1所述的高介电常数高压电应变发射型压电陶瓷材料，其特征在于：所述压电陶瓷材料的介电常数ε_r3^T＝1800～2200，3KV/mm电场下应变值Strain＝0.19％～0.22％，动态压电应变系数d^*₃₃＝690±40pm/V，机械品质因数Q_m≥400，平面机电耦合系数k_p≥0.57，介电损耗tgδ≤0.3％。

3.一种高介电常数高压电应变发射型压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：

(1)配料：选用化学纯的Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、SrCO₃、MgO、Nb₂O₅、ZnO、Fe₂O₃为原料，按照Pb_1-xSr_x[(Mg_1/3Nb_2/3)_a(Zn_1/3Nb_2/3)_b(Zr_yTi_1-y)_1-a-b]O₃+mwt％Fe₂O₃，其中0≤x≤0.10，0.50≤y≤0.54，0.01≤a≤0.12,0.02≤a+b≤0.25,0≤m≤0.07，配比准确称量，然后置于球磨罐中湿法球磨混料20～30小时后出浆烘干，其中球磨介质为去离子水和氧化锆球，球：料：水的重量比均为2：1：0.7；

(2)合成：烘干后的粉料压块后放入Al₂0₃坩埚，在650℃保温1.5～3小时，820～920℃保温2.5～3.5小时进行合成；

(3)成型及排塑：将合成好的料块破碎过筛，经湿法球磨35～55小时，烘干后加入占干燥粉体重量为4～8％聚乙烯醇粘结剂造粒，通过干压成型法制得Φ25×2.5～2.8mm坯体；然后在750～850℃保温3～5小时排塑；

(4)烧结：坯体置于Al₂0₃承烧板及坩埚中间，在1240～1300℃保温2～3小时烧结；

(5)机加工：烧结好的瓷件磨削至Φ20×1mm成品尺寸；

(6)上电极：磨削后的Φ20×1mm成品元件经超声清洗并烘干，随后采用丝网工艺在其上、下表面印刷电极，烘干后置于网带炉中烧银；

(7)极化：将元件置于150～160℃的硅油中，在3.0～4.0kv/mm的电场下极化15min成品。