[发明专利]气孔分布均匀、低介电损耗多孔铁电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种气孔分布均匀、低介电损耗的多孔锆钛酸铅陶瓷，其特征在于，所述铁电陶瓷的化学组成通式为Pb(Zr_xTi_1-x)O₃，其中0.9≤x≤0.97，所述铁电陶瓷的气孔分布均匀不团聚，气孔大小为5～120μm，孔隙率为5～20%，介电损耗常数为1.5～1.8%。

2.根据权利要求1所述的多孔锆钛酸铅铁电陶瓷，其特征在于，所述铁电陶瓷的体积电阻率为10¹¹～10¹³Ω·cm数量级。

3.根据权利要求1或2所述的多孔锆钛酸铅铁电陶瓷，其特征在于，所述铁电陶瓷的纵向压电常数为60～70 pC/N。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的多孔锆钛酸铅铁电陶瓷，其特征在于，所述铁电陶瓷的断裂韧性为1.0～1.5 MPa·m^1/2。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的气孔分布均匀、低介电损耗的多孔锆钛酸铅铁电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：以按组成通式的化学计量比配料的Pb₃O₄、ZrO₂和TiO₂为原料制备锆钛酸铅粉体；将一定量的造孔剂在一定浓度的柠檬酸水溶液中溶解，搅拌均匀形成溶液A，将所述锆钛酸铅粉体在去离子水中形成溶液B，然后将溶液A与B混合、球磨后获得混合物C；然后将混合物C放在烘箱中烘干得到混合粉体，加入粘结剂，造粒、成型、烧结制得多孔锆钛酸铅陶瓷材料；以及将所述陶瓷材料被银、烧银并进行极化处理制得所述多孔锆钛酸铅铁电陶瓷；其中，所述造孔剂是在所述烧结过程中能够被烧尽从而形成气孔的物质。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锆钛酸铅粉体由所述原料经混合细磨后利用固相反应法在800～900℃保温0.5～3小时合成。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括聚甲基苯烯酸甲酯、淀粉、和/或碳粉。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂为单分散或多分散，直径范围为5～120μm，其在所述混合粉体中的质量百分比为0～5wt%。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述溶液A的浓度为0.1～10%，锆钛酸铅粉体溶液B中，料和去离子水的质量比为1:(0.5～1.0)，混合物C球磨时间为0.5～48小时，料球比为1:(0.5～1.5)，所述球磨介质为钢球、氧化锆球或玛瑙球。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结是在铅气氛下以1～2.5℃/min的速率升温至1200～1400℃，保温0.5～48小时。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧银工艺为：以1～2.5℃/min的速率升温至650～750℃，保温10～100分钟。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述极化处理工艺为：极化电场2～4 kV/mm，在硅油中保持电压5～30 分钟。