[发明专利]一种片状铌酸钾钠粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无铅压电陶瓷领域，涉及一种片状铌酸钾钠粉体的制备方法。

背景技术

铅基压电陶瓷(PZT)由于其优越的压电性能，目前广泛应用于电子通讯、航空等高科技方面。然而，在这些铅基材料中PbO约占70％，这会对人体健康和环境保护造成威胁，所以，寻求一种无铅压电陶瓷代替铅基陶瓷是一种必然趋势。目前，无铅压电陶瓷体系主要有BaTiO₃基无铅压电陶瓷，Bi_0.5Na_0.5TiO₃基无铅压电陶瓷，碱金属铌酸盐基无铅压电陶瓷，钨青铜结构无铅压电陶瓷，铋层状结构无铅压电陶瓷等。其中，碱金属铌酸盐基压电陶瓷居里点高，具有反铁电性而受到人们广泛关注，但与传统铅基压电陶瓷相比，其压电性能偏低，在应用上无法取代PZT。因此，如何提高无铅压电陶瓷的压电性能是解决上述问题的关键所在。

陶瓷织构化是一种提高压电陶瓷压电性能的有效方法。该方法的关键之一就是制备模板材料，NN(NaNbO₃)被广泛用来作为模板材料，但对于KNN[(K_0.5Na_0.5)NbO₃]基压电陶瓷，KNN[(K_0.5Na_0.5)NbO₃]模板与基料更为相似，在流延烧结过程中能更好的与基料相结合，是KNN基无铅压电陶瓷更为理想的模板材料。现在，制备KNN模板的主要方法是采用热液法，例如FanZhang等采用热液法，以Nb₂O₅、KOH和NaOH为原料，通过控制K⁺和Na⁺比例，制备出的片状KNN粉体，厚度约100nm，宽度约1.5μm，(FanZHANGetal.HydrothermalSynthesisof(K，Na)NbO₃Particles.JapaneseJournalofAppliedPhysics，Vol.47，No.9，2008)。ShanBai采用两步热液法，第一步先合成片状K₄Na₄Nb₆O₁₉·9H₂O粉体，第二步以此为原料合成厚度为0.6μm，宽为7μm的片状KNN粉体，(ShanBaiandTomoakiKaraki.Two-stepSynthesisofPlatelikePotassiumSodiumNiobateTemplateParticlesbyHydrothermalMethod.J.Am.Ceram.Soc.96[8]2515-2518，2013)。采用热化学法制备所得的片状KNN粉体，片状尺寸分布小，制约了压电陶瓷织构度的提高，且热化学方法效率低，产量小，不适合大批量生产，而且存在工艺不稳定的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种片状铌酸钾钠粉体的制备方法，该方法先以Bi₂O₃、K₂CO₃和Nb₂O₅为原料，NaCl为熔盐，通过一次熔盐法制备片状Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈粉体；再以片状Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈粉体、Na₂CO₃为原料或以片状Bi_2.5Na_3.5Nb₅O₁₈粉体、Na₂CO₃和K₂CO₃的混合物为原料，采用二次熔盐法制备出具有钙钛矿结构的片状(K_0.5Na_0.5)NbO₃粉体。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种片状铌酸钾钠粉体的制备方法，所述的铌酸钾钠的化学式为(K_0.5Na_0.5)NbO₃，所述的制备方法为两步熔盐法，具体包括以下步骤：