[发明专利]一种四元系纳米无铅压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：

该陶瓷材料的化学通式为(1-x)Na_0.5Bi_0.5NbO₃-xNa_0.5Bi_0.5TiO₃+y M+zA_αO_β，

其中，M为金属元素，A_αO_β为压电陶瓷烧结助剂，x、y和z表示陶瓷体系中的质量含量，0＜x＜1，0.0005＜y＜0.01，0.0005＜z＜0.01。

2.如权利要求1所述的四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：所述M为Li、Mn、Ag、Zr、Sr、Sb和La中的一种或其组合。

3.如权利要求1所述的四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：所述A_αO_β为CeO₂、Cr₂O₃、V₂O₅、CuO、ZnO、SnO₂、Co₂O₃、Bi₂O₃、Fe₂O₃、Mn₂O₃、Sc₂O₃、ZrO₂、Co₃O₄、K₄CuNb₈O₂₃(KCN)、K_5.4Cu_1.3Ta₁₀O₂₉(KCT)中的一种或其组合。

4.如权利要求1所述的四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：所述0.04＜x＜0.18。

5.如权利要求1所述的四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：当M为Li或Mn的一种或其组合时，0.004＜y＜0.006。

6.如权利要求1所述的四元系纳米无铅压电陶瓷材料，其特征在于：A_αO_β为CeO₂或CuO的一种或其组合时，0.004＜z＜0.006。

7.一种采用溶胶-凝胶法制备如权利要求1所述四元系纳米无铅压电陶瓷材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按设定比例称取钛酸四丁酯、硝酸铋、五氧化二铌、至少一种M的化合物、至少一种A_αO_β、醋酸钠和乙二醇乙醚；

(2)将硝酸铋、醋酸钠和至少一种M的化合物溶于适量的冰醋酸，再加入钛酸四丁酯和少量乙二醇乙醚，在60℃下搅拌至溶液形成均匀透明溶胶；

(3)将五氧化二铌粉体缓慢加入到上述溶胶中，在60℃下继续搅拌形成均匀分散的胶状混合液；

(4)将上述混合液静置12h，待胶体充分熟化后，将其转入真空烘箱中在100℃下干燥；

(5)将烘干后的产物置于马弗炉中在600～800℃下热处理2h，然后取出研磨成粉；

(6)将上述粉末与A_αO_β纳米粉末充分混匀；

(7)采用粉末压片机在1GPa压力下将粉末压成模具规格的圆片，将圆片置于马弗炉中在1000～1300℃下烧结2h，制得四元系纳米无铅压电陶瓷材料。