[发明专利]一种PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷及其制备方法

说明书

本发明属于压电陶瓷技术领域，具体涉及一种PZT‑PNN‑PSN‑PMN压电陶瓷及其制备方法，其技术要点如下：陶瓷粉末的分子式为Pb_0.92Sr_0.08（Zr_0.48Ti_0.52）_0.96‑x（Ni_1/3Nb_2/3）_x（Sb_1/2Nb_1/2）_0.03（Mg_1/3Nb_2/3）_0.01O₃，0.15＜x＜0.25。本发明提供的PZT‑PNN‑PSN‑PMN压电陶瓷及其制备方法，通过低熔沸点金属和高熔沸点金属的掺杂量对预烧结和烧结过程中的升温速率和保温时间进行精确计算和控制，在避免低熔沸点金属挥发逸出的情况下，保证了晶粒尺寸的均匀性，提高了由于Ni的掺杂降低的体积密度，有效提高三元压电陶瓷的介电常数和压电常数。

技术领域

本发明属于压电陶瓷技术领域，具体涉及一种PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷及其制备方法。

背景技术

压电陶瓷具有良好的机械能和电能转换能力，广泛应用于超声传感、压电致动器、压电变电器等各个领域。随着电子器件的微型化、智能化发展，对压电陶瓷的性能提出了越来越高的要求，如高压电常数、高介电常数和高机电耦合系数等。为了满足上述要求，压电制动器和压电泵等电器通常采用叠层结构，然而叠层对压电陶瓷的压电常数和介电常数的要求更高。

现有技术中通常采用三元甚至四元压电陶瓷，虽然提高了压电陶瓷的压电常数，但是过多种类的金属掺杂，容易造成晶体缺陷或体积密度下降等问题，严重制约了三元或四元压电陶瓷的推广和应用。

有鉴于上述现有压电陶瓷存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发出一种PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷及其制备方法。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷，通过在B位引入Ni的掺杂，使钙钛矿结构中出现三方相，形成三方相和四方相在准同形相界共存，形成三方相和四方相的耦合，提高了准同形相界的极化率，进而大幅提高了三元压电陶瓷的压电常数和介电常数。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明提供的PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷，陶瓷粉末的分子式为Pb_0.92Sr_0.08(Zr_0.48Ti_0.52)_0.96-x(Ni_1/3Nb_2/3)_x(Sb_1/2Nb_1/2)_0.03(Mg_1/3Nb_2/3)_0.01O₃，0.15＜x＜0.25。

进一步的，陶瓷粉末的分子式为Pb_0.92Sr_0.08(Zr_0.48Ti_0.52)_0.76(Ni_1/3Nb_2/3)_0.2(Sb_1/2Nb_1/2)_0.03(Mg_1/3Nb_2/3)_0.01O₃。陶瓷粉末的平均粒径为50μm。

本发明的第二个目的是提供一种PZT-PNN-PSN-PMN压电陶瓷的制备方法，具有同样的技术效果。