[发明专利]一种KNN-LT无铅压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种KNN-LT无铅压电陶瓷，其特征在于：其化学式为(1-x)(0.5KNbO₃-0.5NaNbO₃)-xLiTaO₃，其中x=0～0.10。

2.根据权利要求1所述的KNN-LT无铅压电陶瓷，其特征在于：其为钙钛矿结构，其压电常数d₃₃=104～167pC/N，机电耦合系数K_p=17.1～37.3％，机械品质因子Q_m=19.2～131.9，居里温度T_c=444.4～461.8℃。

3.根据权利要求1或2所述的KNN-LT无铅压电陶瓷，其特征在于：当x≤0.04时KNN-LT无铅压电陶瓷的主晶相为正交钙钛矿结构；当x≥0.10时KNN-LT无铅压电陶瓷的主晶相为四方钙钛矿结构。

4.一种KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：按(1-x)(0.5KNbO₃-0.5NaNbO₃)-xLiTaO₃，x=0～0.10的化学计量比，计算KNbO₃粉体、NaNbO₃粉体和LiTaO₃粉体的质量并称取，得原料；

步骤2：将步骤1称取的原料放入反应容器中，加入有机物粘结剂及水，室温下搅拌至混合均匀并形成胶体，然后烘干，得混料；其中加入的有机物粘结剂的质量为原料质量的0.7%～2.3%，加入的水的质量为原料质量的50～100%;

步骤3：向步骤2所得的混料中加入原料质量3～5％的水，混合均匀后放在无光环境中陈腐，然后造粒，再干压成型，得陶瓷生坯片；

步骤4：陶瓷生坯片经过排塑处理，在常压下于1060～1080℃烧结2～3h，冷却后得到KNN-LT无铅压电陶瓷。

5.根据权利要求4所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：以水热法合成的KNbO₃、NaNbO₃和LiTaO₃粉体为原料。

6.根据权利要求4或5所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的有机粘结剂为原料质量0.1%～0.3%的海藻酸钠、原料质量0.5%～1.5%的腐殖酸钠和原料质量0.1%～0.5%的聚丙烯酸钠。

7.根据权利要求4或5所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的搅拌时间为1～2h，烘干温度为60～80℃。

8.根据权利要求4或5所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的陈腐时间为12～48h，干压成型的压力为20～30MPa。

9.根据权利要求4或5所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤4中的排塑处理的温度为600～700℃；

所述步骤4的烧结过程中在陶瓷生坯片周围用同组成原料作为埋粉以减少烧结过程中碱金属阳离子的挥发。

10.根据权利要求4或5所述的KNN-LT无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的KNN-LT无铅压电陶瓷还需进行极化操作，具体步骤为：将KNN-LT无铅压电陶瓷被上银电极，在100～120℃的硅油中，在3～3.5kV/mm电压下极化30～60mins。