[发明专利]一种低损耗、高电阻率Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及一种低损耗、高电阻率Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷的制备方法，首先通过氧化铋和二氧化钛制备Bi4Ti3O12粉体，后在Bi4Ti3O12粉体中掺杂Fe2O3，经过球磨后燥、研磨、造粒、压片成型，在1000～1100℃烧结，制得低损耗、高电阻率的Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷。本发明提供了一种制备工艺简单、符合工业化生产需求、掺杂物质简单易得，相比BIT陶瓷晶粒细化、均匀；制备陶瓷的介电损耗降低，电导率高，压电活性好；制备的陶瓷纯度高、不含其他杂项，不含Pb等有害化合物，符合绿色电子材料制造要求的Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷的制备方法。

主权项

一种低损耗、高电阻率Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)，将氧化铋Bi2O3和二氧化钛TiO2按照摩尔比为(2～3):(3～4)混合配料后得到粉体A，进行球磨；步骤(2)，将步骤(1)中球磨后的粉体A进行干燥、研磨、压块后预烧，再次研磨得到Bi4Ti3O12粉体；预烧工艺为：在马弗炉中，首先由室温升温至400℃，保温10min；然后由400℃升温至800～850℃，保温2～3h；再由800～850℃降温至400℃；最后随炉冷却至室温；步骤(3)，在步骤(2)得到的Bi4Ti3O12粉体中加入Fe2O3混合均匀得到粉体B，其中Bi4Ti3O12和Fe2O3的摩尔比为1：(0.01～0.2)，进行球磨；步骤(4)，粉体B球磨完成后，将步骤(3)得到的粉体B经过干燥、研磨、造粒、压片成型工艺后，在马弗炉中，首先由室温升温至400℃，保温10min；然后由400℃升温至550～650℃，保温30～60min；再由550～650℃升温至1000～1100℃，保温2～3h；最后由1000～1100℃降温至400℃；随炉冷却至室温，制得低损耗、高电阻率Bi4Ti3O12基无铅压电陶瓷；所述步骤(1)和步骤(3)中球磨是按照质量比为粉体A或粉体B：球石：水＝1:(1～8):(0.8～1.2)，混合后在球磨罐中球磨4～8h；所述步骤(2)和步骤(4)干燥是在60～80℃的恒温箱中干燥8～24h；所述升温和降温的速率均为3～6℃/min。