[发明专利]一种高压电应变常数织构压电陶瓷制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷制备工艺技术领域，尤其是涉及一种高压电应变常数(001) 织构压电陶瓷制备方法。

背景技术

目前关于压电陶瓷制备方法公开的技术，包括已申请专利，大多用于模板 晶粒生长法(TGG方法)制备织构化PMNT陶瓷的种晶为SrTiO₃和SrBi₄Ti₄O₁₅。 虽然已经使用这两种种晶制备出了织构度较高的PMNT陶瓷，但都存在本质缺 陷。SrTiO₃和SrBi₄Ti₄O₁₅晶体的晶格常数与PMNT相差2.5％。晶格错配使PMNT 基体晶粒在SrTiO₃和SrBi₄Ti₄O₁₅种晶表面外延形核生长时存在较大应力，生长 缓慢。此外，在TGG法制备织构化PMNT陶瓷的过程中，需添加PbO作为液 相助烧剂。但SrTiO₃和SrBi₄Ti₄O₁₅种晶在富铅中难以稳定存在，易与PMNT基 体反应形成固溶体而丧失种晶的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的高压电应变常数织构压电陶瓷制备方法， 解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高压电应变常数织构压电陶瓷制备方法，包括如下步骤：

1)按照Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-32.5％PbTiO₃化学计量比混合化学纯PbO， MgNb2O6，TiO2球磨6-10h，并在800-850℃低温下预烧4-6小时得到 PMN-32.5PT基体粉；

2)将基体粉加入包括溶剂和分散剂的溶解体系的球磨罐中球磨8-12h，所 述的基体粉∶溶剂∶分散剂＝25-35∶8-10∶0.5-1(质量比)；

3)将增塑剂和粘结剂溶于溶剂后加入球磨罐中球磨8-12h，所述的增塑剂∶ 粘结剂∶溶剂＝1-5∶1.5-3∶8-10(质量比)；

4)将种晶BaTiO₃溶于溶剂和分散剂后加入球磨罐中，所述的晶种∶溶剂∶ 分散剂＝1-2∶5-8∶0.1-0.3(质量比)；

5)将助熔剂加入球磨罐中，所述的助熔剂为总体系体积分数的0.5-3wt％ PbO，磁力搅拌使之混合均匀，然后以5cm/sec的速度流延得到200μm厚度的 基片；

6)将得到的基片叠层并80℃真空热压5min，之后80℃热压8h，使之成 型并进行冷等静压处理并在700℃常压下排胶1h，在850-950℃，压强60-90MPa 的热压烧结条件下烧结30min得到成品。

优选的方案是：一种高压电应变常数织构压电陶瓷制备方法，包括如下步 骤：

1)按照Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-32.5％PbTiO₃化学计量比混合化学纯PbO， MgNb2O6，TiO2球磨6-10h，并在800-850℃低温下预烧4-6小时得到 PMN-32.5PT基体粉；

2)将基体粉加入包括溶剂和分散剂的溶解体系的球磨罐中球磨8-12h，所 述的基体粉∶溶剂∶分散剂＝25-35∶8-10∶0.5-1(质量比)；

3)将增塑剂和粘结剂溶于溶剂后加入球磨罐中球磨8-12h，所述的增塑剂∶ 粘结剂∶溶剂＝1-5∶1.5-3∶8-10(质量比)；

4)将种晶BaTiO₃溶于溶剂和分散剂后加入球磨罐中，所述的晶种∶溶剂∶ 分散剂＝1-2∶5-8∶0.1-0.3(质量比)；

5)将助熔剂加入球磨罐中，所述的助熔剂为总体系体积分数的0.5-3wt％ PbO，磁力搅拌使之混合均匀，然后以5cm/sec的速度流延得到200μm厚度的 基片；