[发明专利]氧化物增韧多孔锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法

摘要

本发明具体为一种氧化物增韧多孔锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，解决了现有工艺制备多孔锆钛酸铅压电陶瓷其电学性能和机械性能难以保证的问题。氧化物增韧多孔锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法以海藻酸钠为胶凝剂，利用高价阳离子与海藻酸钠反应可置换钠离子，同时形成具有定向孔道的海藻酸盐凝胶；在后续处理过程中，在凝胶坯体内保留一定量的高价阳离子；最后，坯体经高温烧结，同时完成多孔压电陶瓷的制备和氧化物的掺杂。本发明制备工艺简单易行，可制备不同孔径的多孔压电陶瓷，并且根据需求，可达到掺杂不同种类和含量氧化物的目的，提高了机械性能的同时确保了材料的介电和压电性能。

主权项

一种氧化物增韧多孔锆钛酸铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将水、海藻酸钠、锆钛酸铅压电陶瓷粉体混合球磨6~12小时，得到分散均匀的陶瓷浆料，陶瓷浆料中锆钛酸铅压电陶瓷粉体的质量分数为5~25wt.%，海藻酸钠的质量分数为0.5~3wt.%，余量为水；（2）将陶瓷浆料倒入模具中，在浆料表面喷覆高价阳离子溶液，发生固化反应，直到形成初始薄膜；（3）向模具中加入占陶瓷浆料体积40~60%的高价阳离子溶液，静置，阳离子逐步置换浆料中的钠离子，形成蜂窝状结构的海藻酸盐离子凝胶坯体，待凝胶固化结束后脱模，得到湿坯；（4）将湿坯置于0.5~2mol/L的乙酸乙酯或乙酸异戊酯溶液中12~48小时，置换高价阳离子，得到与步骤（3）阳离子含量不同的湿坯；（5）将步骤（4）得到的湿坯置于丙酮或无水乙醇中进行完全溶剂置换，并在自然干燥条件下干燥24~48小时得到干坯；（6）将干坯高温烧结，烧结温度为1100~1250℃，得到了氧化物掺杂量为0.1~2wt.%、孔隙率在30~70%的多孔锆钛酸铅压电陶瓷，其中，步骤（2）、步骤（3）所述高价阳离子溶液为硝酸锌水溶液或氯化锌水溶液或硝酸镍水溶液或氯化镍水溶液或硝酸铝水溶液，其浓度为0.5~2mol/L。