[发明专利]一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷，其特征在于具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷是由4～6μm的金属Ag颗粒均匀分布于纳米尺度的BNT-BKT陶瓷晶粒中间形成的微纳晶粒复合型结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷，其特征在于具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的化学通式为0.8Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.2Bi_0.5K_0.5TiO₃/xAg，记为BNT-BKT/xAg，其中x为Ag和BNT-BKT的摩尔比，0.05≤x≤0.25。

3.如权利要求1所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法是按以下步骤完成的：

一、按照0.8Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.2Bi_0.5K_0.5TiO₃配比称取Bi₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃和TiO₂，将称取的Bi₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃和TiO₂混合并置于球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质进行球磨，将球磨后的湿料烘干，得到干燥混合物；干燥混合物用研钵进行研磨得到混合物粉末，装入刚玉坩埚中后放到箱式炉中进行煅烧，得到具有纯钙钛矿结构的BNT-BKT预烧粉体；

二、将具有纯钙钛矿结构的BNT-BKT预烧粉体和氧化银Ag₂O粉末按照摩尔比1:(0.025～0.125)进行称取，将称取的具有纯钙钛矿结构的BNT-BKT预烧粉体和氧化银Ag₂O粉末放入研钵中混合研磨，得到混合粉末；

三、向混合粉末中加入粘合剂，研磨均匀后过筛并压成圆片；

四、将成型的圆片三个堆叠置于铺有铂金片的坩埚中，在500～650℃排粘合剂2～4h；然后在1100～1200℃的温度下进行烧结，保温时间为1～4h，；金属银在其熔点962℃时形成液相，经过流动和聚集后均匀的分布于BNT-BKT陶瓷晶粒中间，得到金属银复合钛酸铋钠-钛酸铋钾陶瓷片；

五、将金属银复合钛酸铋钠-钛酸铋钾陶瓷片用小型金属溅射镀膜机给陶瓷片镀金，采用直流高压电源对陶瓷片进行极化处理，极化完成后，即得到金属银复合钛酸铋钠-钛酸铋钾压电陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一中所述球磨的参数：球料比为(1.2～1.5):1，转速为180～230转/min，球磨时间为24～48h；所述烘干的温度为80～130℃。

5.根据权利要求3所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一中所述煅烧的参数：煅烧温度为800～900℃，升温速率为2～10℃/min，煅烧时间为2～6h。

6.根据权利要求3所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤二中所述混合研磨是按质量比1:(1.2～1.5)加入无水乙醇手磨10～30min，待酒精蒸发干燥后，再次加入同等量的无水乙醇并研磨至酒精全部蒸发。

7.根据权利要求3所述的一种具有微纳复合结构的金属-弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤三中所述粘合剂为PVA，粘合剂的添加量为混合粉末质量的7％。