[发明专利]一种K0.5

说明书

本发明提供一种Ksubgt;0.5/subgt;Nasubgt;0.5/subgt;Nbsubgt;0.7/subgt;Tasubgt;0.3/subgt;Osubgt;3/subgt;基无铅压电陶瓷材料、制备方法及应用，所述无铅压电陶瓷材料以Ksubgt;0.5/subgt;Nasubgt;0.5/subgt;Nbsubgt;0.7/subgt;Tasubgt;0.3/subgt;Osubgt;3/subgt;为基料，以稀土氧化物为掺杂剂，依次经水热合成、预烧、压片、烧结和烧银制得；其中，按摩尔百分比计，基料占无铅压电陶瓷材料总质量的98.8～99.9％，掺杂剂占无铅压电陶瓷材料总质量的0.1～1.2％，掺杂剂包括Tmsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Scsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Ersubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Lusubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Ybsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;中的任意一种或多种。本发明提供的Ksubgt;0.5/subgt;Nasubgt;0.5/subgt;Nbsubgt;0.7/subgt;Tasubgt;0.3/subgt;Osubgt;3/subgt;基无铅压电陶瓷材料具备常温介电常数高、居里温度低的特点，适用于制备电容器，制备方法可通过控制水热反应条件控制陶瓷粉料的粒径和形貌，无需进行煅烧和研磨，可有效防止粉末团聚，弥补了高温制备过程中难以克服的晶型转变、分解、挥发等缺点，解决了现有技术中心陶瓷电容器温度稳定性较差的问题。

技术领域

本发明属于功能陶瓷技术领域，具体涉及一种K_0.5Na_0.5Nb_0.7Ta_0.3O₃基无铅压电陶瓷材料、制备方法及其应用。

背景技术

电容器是电子产品的必要元件之一，广泛应用于耦合、旁路、滤波、调谐回路等方面。随着电子行业集成度的不断提升，对电容器的要求越来越趋向于集成化、小型化和高性能稳定化。因此，高介电常数、低损耗、宽温度稳定性以及性能可调控的新型电介质材料已经成为了行业内的研究热点和重点。

压电陶瓷主要是以含铅的锆钛酸铅(PZT)系材料为主，其主要成分是氧化铅，如，PbZrTiO₃基陶瓷因，因其优异的性能(ε_r＝2100，K_p＝0.7，T_c＝350℃等)而得到了广泛应用，但是铅基陶瓷在制备、使用和废弃过程中，由于PbO₂的挥发性和毒性会对人体和环境造成严重损害，因此研究开发高性能的无铅压电陶瓷具有非常重要的科学意义和紧迫的市场需求，也逐渐成为研究的热点。

K_0.5Na_0.5Nb_0.7Ta_0.3O₃基无铅压电陶瓷材料具有居里温度高、机电耦合系数大、介电损耗小和介电性能优良以及机电转化效率良好等优点，是目前研究最多的无铅压电陶瓷体系之一，通过A、B位掺杂改性制备的K_0.5Na_0.5Nb_0.7Ta_0.3O₃基陶瓷，其常温相对介电常数通常在1000左右，与PbTiO₃基陶瓷的常温介电常数2100相比，有较大差距，较低的介电常数易造成陶瓷电容器温度稳定性较差，进而限制了其在电容器方面的应用，目前的研究还主要关注于压电性能的提高，因此，亟需研发具有高介电常数的K_0.5Na_0.5Nb_0.7Ta_0.3O₃基无铅压电陶瓷材料。

发明内容