[发明专利]一种铌酸盐系宽带压电换能器材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铌酸盐系宽带压电陶瓷材料，其组成化学式为：[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆+mCeO₂+nTiO₂；[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆为基体材料，CeO₂和TiO₂为添加材料；其中，m和n为质量摩尔数，且x＝0.45-0.70，y＝0.05-0.10；m＝0.02-0.05，n＝0.02-0.05。

2.按权利要求1所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料，其特征在于，所述基体材料为[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆固溶体。

3.一种权利要求1所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：

(1)按组成化学式[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆+mCeO₂+nTiO2中质量摩尔数化学计量比称重原料配料得混合配料，m和n为质量摩尔数，x＝0.45-0.70，y＝0.05-0.10；m＝0.02-0.05，n＝0.02-0.05；称重的原料为分析纯的Pb₃O₄、BaCO₃、La₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、和CeO₂；

(2)将混合配料进行湿法球磨得球磨混合料，烘干后压块合成得合成料块：以以80-100℃/min的速度升至960℃，并保温2小时后，直接取出降至室温得合成料块；

(3)将合成料块粗碎后进行二次湿法球磨，烘干后按重量的8wt％的量加入PVA聚乙烯醇粘结剂(聚乙烯醇粘结剂的重量浓度为6wt％)造粒，造粒成型压力为150MPa得成型坯体；

(4)将成型坯体在800-900℃的马弗炉中保温2-4小时排胶得素坯；

(5)将素坯放入氧化铝坩埚中烧结成瓷体；

(6)将烧结的瓷体上电极后，油浴中进行极化得铌酸盐系宽带陶瓷压电材料，所得铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的组成化学式为：[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆+mCeO₂+nTiO₂；[(Pb_xBa_1-x)_1-3y/2La_y]Nb₂O₆为基体，CeO₂和TiO₂为添加物；其中，m和n为质量摩尔数，且x＝0.45-0.70，y＝0.05-0.10；m＝0.02-0.05，n＝0.02-0.05。

4.按权利要求3所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的湿法球磨为：球磨介质为酒精和氧化锆球，其中，混合配料：氧化锆球：酒精的重量份配比为2:1:0.5，在600转/分的转速下球磨3h得球磨混合料。

5.按权利要求3所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)的二次湿法球磨为：球磨介质为水和氧化锆球，粗碎后的合成料：氧化锆球：水的重量份配比为2:1:1，在300转/分转速下球磨12h得二次球磨料。

6.按权利要求3所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)烧结条件为：以5-8℃/min的速度升至1150-1250℃，保温10分钟后，降至1100℃保温20-30分，然后自然冷却到室温。

7.按权利要求3所述的铌酸盐系宽带压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)的极化条件为150℃油浴中，施加的直流电压为4000-6000V/mm，油浴极化时间30分。