[发明专利]高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法

权利要求书

1.一种高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a、采用高能球磨法制备超细粉：

（a1）称取原料粉PbO、ZrO₂、TiO₂ 、BaCO₃ 、Nb₂O_5、 La₂O₃；

（a2）原料粉与球按质量比1：7~10置于球磨灌内，并添加无水乙醇，高出粉料表面10~30mm；球磨转速为350~500rpm，球磨时间为24~48h；

 (a3)取粉，用红外烘干燥箱烘干，设定温度不超过100℃；

b、烧结放电等离子体：

（b1）烘箱中取出的粉末放入#20mm的钢制模具中压制，压制压力为250~400MPa；

（b2）在直径接近20mm的石墨模具内表面涂覆一层刚玉粉涂料，待干燥后，里面装入（a1）中得到的压制体，置于放电等离子体设备中烧结；

（b3）放电等离子烧结过程中，先抽真空，真空度达到1~10Pa后，以升温速率20℃～100℃/min进行加热，烧结压力0~10MPa，烧结最高温度700~900℃，在最高温度保温5min～20min，随后冷却到500℃以下后，取出模具继续冷却到室温取样；

（b4）试样外表面稍做打磨，即得到本发明所要求的样品。

2.根据权利要求1所述的一种高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法，其特征在于，步骤a（a2）中，球料比应介于7~10之间，且大球和小球要同时配合使用。

3.根据权利要求1所述的一种高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法，其特征在于，在步骤a（a2）中，优选无水乙醇高出粉料表面10~20mm。

4.根据权利要求1所述的一种高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法，其特征在于，在所述工艺步骤a和b过程中，原料粉配比（质量比）为PbO65%、ZrO₂20%、TiO₂10%、BaCO₃1% 、Nb₂O₅1% 和La₂O₃0.5% ，球料质量比取7：1 ；将称好的原料粉与球装入球磨罐，再倒入无水乙醇，且无水乙醇的加入量需高出粉料表面15mm，球磨24h后干燥，再放入钢制模具中压制成形，压强为350MPa，压制好的素坯装入腔体尺寸相同的石墨模具内，在放电等离子烧结系统中进行烧结，烧结前先抽真空，真空度达到5Pa时，以加热速率为50℃/min进行加热，当温度升高到800℃时，保温15min，随后冷却到500℃以下取出模具，继续冷却到室温取样。

5.根据权利要求1所述的一种高性能PZT基压电陶瓷放电等离子体低温烧结及制备方法，其特征在于，在所述工艺步骤a和b过程中，原料粉配比（质量比）为PbO65%、ZrO₂20%、TiO₂10%、BaCO₃1% 、Nb₂O₅1% 和La₂O₃0.5% ，球料质量比取10：1 ；称好的原料粉与球装入球磨罐，再倒入无水乙醇，且无水乙醇的加入量需高出粉料表面25mm；球磨48h后干燥，再放入钢制模具中压制成形，压强为350MPa；压制好的素坯装入腔体尺寸相同的石墨模具内，在放电等离子烧结系统中进行烧结；烧结前先抽真空，真空度达到5Pa时，以加热速率为20℃/min进行加热，当温度升高到700℃时，加热速率为60℃/min，继续加热到900℃时，保温15min，随后冷却到500℃以下取出模具，继续冷却到室温取样。