[发明专利]一种高压电系数、高电致应变低温烧结的压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高压电系数、高电致应变低温烧结的压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料的成分以锶、钡复合掺杂改性的铌镁酸铅-锆钛酸铅为基体，并含有CuO。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷材料，其特征在于，所述材料用以下通式表示：

Pb_1-x-ySr_xBa_y(Mg_1/3Nb_2/3)_0.25Ti_0.40Zr_0.35O₃+awt.％CuO，其中，0.02≤x≤0.06，0.02≤y≤0.06，0.2≤a≤0.5。

3.一种权利要求1或2所述的压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

将粉末状的Pb₃O₄、ZrO₂、TiO₂、MgCO₃·5H₂O、Nb₂O₅、SrCO₃及BaCO₃的原料按化学计量比配比湿法球磨至所需粒度的工序A；

将经工序A后的所述原料烘干后压块、于不同温度分二段合成得到锶、钡复合掺杂改性的铌镁酸铅-锆钛酸铅的工序B；

将锶、钡复合掺杂改性的铌镁酸铅-锆钛酸铅块体研磨粉碎成粉体、掺入0.2～0.5wt.％的CuO、细磨后压制成型获得素坯的工序C；

对所述素坯排除有机物的工序D；

将经工序D的所述素坯在930～980℃温度下保温2～5小时烧结获得压电陶瓷材料的工序E。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述工序B中，第一段合成是在600～700℃温度条件下保温1～4h，第二段合成是在800～900℃温度条件下保温1～4h。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在所述工序A中，采用去离子水和玛瑙球作为介质，将原料、玛瑙球和去离子水按照1∶1.2∶0.8的比例混合湿法球磨至所需粒度。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在所述工序C中，细磨采用去离子水和玛瑙球作为介质，将所述粉体和CuO的混合料、玛瑙球和去离子水按照1∶1.5∶0.6的比例混合湿法球磨至所需粒度。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在所述工序D中，使素坯在600℃～700℃温度范围内保温1～2个小时以排除所述有机物。

8.一种由权利要求1或2所述的压电陶瓷材料制备的压电元件，或由权利要求3至7中任一项所述的制备方法获得的压电陶瓷材料所制备的压电元件，其特征在于，所述压电元件的压电系数为d₃₃＞500pC/N，1.5kV/mm电场强度下的电致应变量为S₁₁≥1.5‰。