[发明专利]La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷，其化学式Pb_1‑xLa_x[(Ni_1/3Nb_2/3)_0.3(Zr,Ti)_0.685(Sb_1/2Nb_1/2)_0.015]O₃，其中x＝0.5～1.5％。先按化学计量比配料、球磨、烘干后于750℃合成；再经二次球磨后，烘干，过筛，得到陶瓷粉体；再外加8％PVA造粒，压制成型为坯体；坯体于650℃排胶处理，于1260℃烧结，制得压电陶瓷片；再将压电陶瓷片涂覆银电极，于735℃煅烧，再置于硅油中，在120℃、3KV/mm的场强极化15min，制得La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷。本发明提高了压电系数、介电常数，综合性能优异，d₃₃＝656pC/N，ε₃₃^T/ε₀＝5403，且工艺方法简单，成本较低，便于大规模生产，可应用于对应变要求较高的各种器件中。

主权项

一种La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷，其化学式为Pb_1‑xLa_x[(Ni_1/3Nb_2/3)_0.3(Zr,Ti)_0.685(Sb_1/2Nb_1/2)_0.015]O₃，其中x＝0.5～1.5％；上述La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷的制备方法，步骤如下：(1)配料，球磨将原料Pb₃O₄、Nb₂O₅、Sb₂O₃、ZrO₂、TiO₂、Ni₂O₃、La₂O₃，按Pb_1‑xLa_x[(Ni_1/3Nb_2/3)_0.3(Zr,Ti)_0.685(Sb_1/2Nb_1/2)_0.015]O₃，其中x＝0.5～1.5％的化学计量比配料，球磨4h，并烘干；(2)合成将步骤(1)混合均匀的粉体置于坩埚中，将坩埚放于马弗炉中升温至750℃合成，保温3h；合成后的原料再次球磨4h，烘干后过40目筛，得到陶瓷粉体；(3)造粒，成型将步骤(2)的陶瓷粉体外加8％PVA造粒，取适量造粒后的粉体放入模具中，然后压制成型为压电陶瓷坯体；(4)排胶将步骤(3)获得的压电陶瓷坯体于650℃进行排胶处理30min；(5)烧结将步骤(4)排胶后的压电陶瓷坯体放在坩埚中，密封；将坩埚置于高温炉里，升温至1260℃，保温2h，制得压电陶瓷片。(5)被银将步骤(4)烧结后的压电陶瓷片在砂纸上抛光处理，通过丝网印刷涂覆银电极，然后将压电陶瓷片于735℃马弗炉中煅烧15min；(6)极化将步骤(5)煅烧后的压电陶瓷片放置于硅油中，升温至120℃，用3KV/mm的场强极化15min，然后自然冷却，制得La掺杂PSN‑PNN‑PZT压电陶瓷，放置1天后测试性能。