[发明专利]一种钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于：所述陶瓷的组分通式为(Ba_1-x Ca_x)(Ti_1-yM_y)O₃，式中，0<x≤ 0.3，0< y≤0.3，且M为Sn或Hf。

2.根据权利要求1所述的一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按照Ba、Ca、Ti和M四种元素的摩尔比值为1-x：x：1-y：y的比例，将BaCO₃、CaCO₃、TiO₂和掺杂元素M的化合物配比混合，其中0<x≤ 0.3，0< y≤0.3，然后混合湿磨4-8h，湿磨后取出转置于100 ℃的干燥箱内干燥8-12h；

所述的掺杂元素M的化合物为SnO₂或HfO₂； 

步骤二、将步骤一干燥后的物料放入微波炉中，物料升温至1100-1200 ℃后保温5-60 min，得到钛酸钡基陶瓷粉体，备用；

步骤三、将步骤二得到的陶瓷粉体进行二次湿磨4-6 h，湿磨后取出置于100 ℃的干燥箱内干燥8-12h；

步骤四、向步骤三干燥后的物料中加入其质量5%的聚乙烯醇，搅拌均匀后，过60-80目的筛进行造粒，之后将造好的颗粒放入模具中，在200MPa的压强下压制成坯体；

步骤五、将步骤四制得的坯体放入程序控温箱式炉中，以10 ℃/min的升温速率升至650℃，之后保温60min进行排胶处理，然后冷却至室温；

步骤六、将步骤五排胶后的坯体放入微波炉中，物料升温至1100-1300 ℃后保温30-60 min进行坯体的烧结，之后冷却至室温；

步骤七、将步骤六烧结好的坯体表面打磨抛光后再刷上一层银浆，然后，放入程序控温箱式炉中，在550 ℃温度下保温30 min进行焙银，之后，将焙银后的坯体放入温度为20-30 ℃，电介质强度为3-5 kV/mm的硅油中进行极化，即完成制备。

3.根据权利要求2所述的一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤一和步骤三均采用行星式球磨机对物料进行湿磨。

4.根据权利要求3所述的一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤一和步骤三的湿磨过程中，采用的湿磨介质包括无水乙醇和氧化锆球，且待磨干料、无水乙醇和氧化锆球的质量比为：1:1:2，且行星式球磨机的转速为250-300 r/min。

5.根据权利要求2所述的一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤二和步骤六中微波炉内的升温机制为：从室温至1000 ℃之间的升温速率为20 ℃/min；1000 ℃至升温上限的升温速率为15 ℃/min。

6.根据权利要求2所述的一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，压制的坯体为圆片状结构，且坯体直径为10mm，厚度为1.5mm。