[发明专利]铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料，其特征在于，包括交替层叠的钛酸锶钡层和含镁化合物层，其中，所述钛酸锶钡层的化学组成为Ba_1-xSr_xTiO₃，且式中0.35≤x≤0.60，所述含镁化合物层包括MgO、MgTiO₃、MgZrO₃、MgZrSrTiO₃和MgAl₂O₄中的任意一种或几种。

2.根据权利要求1所述的铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料，其特征在于，所述钛酸锶钡/镁复合柱状陶瓷材料形成并联2-2型结构。

3.根据权利要求1或2所述的铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料，其特征在于，所述含镁化合物层所占的重量百分比为0～40wt%。

4.根据权利要求3所述的铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料，其特征在于，所述含镁化合物层所占的重量百分比为0～20wt%。

5.一种根据权利要求1～4中任一项所述的铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

按所需重量比称取钛酸锶钡粉末和含镁化合物粉末，交替放入模具的配料步骤；以及

利用等离子快速烧结技术制得所述铁电/非铁电复合柱状陶瓷材料的烧结步骤。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤为：在轴压为50～60MPa下，以200℃/分钟的升温速率升至600℃，接着以100℃/分钟的升温速率升至900℃，然后以50～60℃/分钟的升温速率升至1050～1100℃，保温2～3分钟后随炉冷却。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，还包括：

将烧结好的样品根据所需规格要求进行机械加工并清洗的步骤；

通氧，以2℃/分钟的升温速率升至1000℃保温2小时，然后以1℃/分钟的降温速率降至500℃，最后自然冷却至室温的通氧退火步骤；以及

将退火后的样品用酒精清洗烘干后上银电极，然后烧银的上电极步骤，其中，所述烧银的工艺为在700℃下保温30分钟。

8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶钡粉末采用BaCO₃、SrCO₃、TiO₂为原料通过固相合成法制备。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶钡粉末的制备包括：

按所需化学计量比称取粉末状的BaCO₃、SrCO₃和TiO₂为原料；

采用酒精和玛瑙球作为介质，按照粉料：玛瑙球：酒精=1：1.5：1.8的比例混合，球磨混料24小时；

将混合均匀的粉料烘干后进行压块，在1150℃下合成2小时；以及

将粉料粉碎、然后采用酒精和玛瑙球作为介质，按照粉料：玛瑙球：酒精=1：1.5：1.5的比例混合，球磨12～48小时，出料烘干后过200目筛得到所述钛酸锶钡粉末。