[发明专利]钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种钛镁酸铋‑钛酸铅基高温压电材料及其制备方法，所述钛镁酸铋‑钛酸铅基高温压电材料具有ABO3钙钛矿型复合氧化物结构，组成的化学式为(1‑x)Bi(Mg1/2Ti1/2)O3‑xPbTiO3+yA2Oa+zB2Ob，其中 0.50<x<1，元素A为ABO3中A位掺杂元素，元素B为ABO3中B位掺杂元素，0≦y≦5mol%，0≦z≦10mol%，且y+z≦10mol%。

主权项

1.一种钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料的制备方法，其特征在于，所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料具有ABO3钙钛矿型复合氧化物结构，组成的化学式为(1-x)Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-xPbTiO3+yA2Oa+zB2Ob，其中 0.50&lt;x&lt;1，元素A为ABO3中A位掺杂元素，选自Li+、Na+、K+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、和La3+中的至少一种，元素B为ABO3中B位掺杂元素，选自Zn2+、Ni2+、Mn2+、Sc3+、Fe3+、In3+、Ga3+、Co3+、Cr3+、Mn3+、Mn4+、Zr4+、Nb5+、Ta5+、Sb5+、V5+、和W6+中的至少一种，a为元素A的掺杂价态，b为元素B的掺杂价态，0≦y≦5mol%，0≦z≦10mol%，且y+z≦10mol%；所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料为BMT-PT单晶，工作温度区间为室温—600℃，在工作温度区间内的介电常数40F/m—180000F/m；所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料是通过高温溶液生长方法，所述方法包括：1）依据所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料的化学式中金属元素之间的摩尔比，称取金属氧化物粉末作为原料粉末，其中，Bi 的氧化物为Bi2O3，Mg的氧化物为MgO，Ti的氧化物为TiO2，Pb 的氧化物为PbO和/或Pb3O4；2）称取为原料粉末质量20—90%的助熔剂，与原料粉末均匀混合，得到制备所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料的起始料，其中助熔剂为氧化铅、四氧化三铅、氟化铅、氧化铋、氟化铋、氧化硼、氯化钠、氯化钾中的至少一种；3）将步骤2）制备的起始料，依次经过保温处理和降温处理，得到所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料的晶体毛坯，其中，保温处理的参数为：在 1100-1300℃保温2-20小时；降温处理为，以0.5-200℃/小时的速度冷却至室温；4）将步骤3）制备的晶体毛坯进行酸洗，即得所述钛镁酸铋-钛酸铅基高温压电材料。