[发明专利]一种高压电性能的锂掺杂铌酸钾钠单晶及其制备方法

权利要求书

1.一种高压电性能的锂掺杂铌酸钾钠单晶的制备方法，其特征在于，所述锂掺杂铌酸钾钠单晶的化学式为(K_0.45Na_0.55)_1-xLi_xNbO₃，其中0.01≤x≤0.1，所述制备方法包括：

步骤1）按(K_0.45Na_0.55)_1-xLi_xNbO₃的化学计量比称取K₂CO₃、Na₂CO₃、Li₂CO₃和Nb₂O₅，湿法球磨、在90～120℃烘干6～12 小时，于700～950℃预烧2～8 小时，得到预合成的锂掺杂铌酸钾钠粉体；

步骤2）在预合成的锂掺杂铌酸钾钠粉体中加入0.15～0.35 mol%的复合助烧剂，湿法球磨、在90～120℃烘干6～12 小时，单轴加压成型后，进行冷等静压，得到陶瓷素坯，所述复合助烧剂由Li₂CO₃和Bi₂O₃组成；

步骤3）将所得的陶瓷素坯于1050～1130℃退火2～50小时，制得所述高压电性能的锂掺杂铌酸钾钠单晶，所述锂掺杂铌酸钾钠单晶尺寸为1 mm×1 mm×1 mm～10 mm×10 mm×10 mm，所述锂掺杂铌酸钾钠单晶的压电常数为d₃₃=200～700 pC/N，居里温度为400～460℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，0.02≤x≤0.08。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述湿法球磨以无水乙醇为球磨介质，原料总质量与无水乙醇质量比为1： (1～2)；球磨机转速为200～600 转/分钟，球磨时间4～10 小时。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，原料总质量与无水乙醇质量比为1：1.5。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，以5℃/分钟升温速率从室温升至800～850℃，保温5小时进行预合成。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述复合助烧剂中，Li₂CO₃和Bi₂O₃的摩尔比为1：1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述复合助烧剂的添加量为0.2～0.3 mol %。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述湿法球磨以无水乙醇为介质，原料总质量和无水乙醇体积的比为1 g ：(1～10 ml)，球磨机转速为1500～2500 转/分钟，球磨时间为1～6小时。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，原料总质量和无水乙醇体积的比为1 g： (3～5 ml)。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述单轴加压成型的压强为30～120 MPa，所述冷等静压的压强为150～300 MPa，所得陶瓷素坯的尺寸为Φ10～40 mm。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述退火的工艺条件为：以5℃/分钟的升温速率从室温升至1080～1120℃，退火2～20小时，5℃/分钟降温至200℃，自然冷却。