[发明专利]一种具有弛豫型纳米线的压电陶瓷及制备方法

权利要求书

1.一种具有弛豫型纳米线的压电陶瓷，其特征是钙钛矿结构的压电陶瓷饼中镶嵌弛豫型陶瓷纳米线，所述钙钛矿结构的压电陶瓷饼是由氧化铅、二氧化钛、二氧化锆烧结而成的压电陶瓷；所述弛豫型陶瓷纳米线是由BaTiO₃晶粒生长形成；

所述具有弛豫型纳米线的压电陶瓷，具体由如下方法制备而成：

（1）BaTiO₃浆体准备：将BaCO₃和TiO₂按照摩尔比1:1称取，与适量水在研磨机中研磨成浆体，研磨质量以颗粒料小于100nm为标准；

（2）制备钙钛矿结构的压电陶瓷：将氧化铅、二氧化钛、二氧化锆通过去离子水混合，球磨3-5h，然后烘干，压制成薄饼体，在900-950℃下烧结，得到钙钛矿结构的压电陶瓷饼；所述的薄饼体为方形，厚度1-2mm；

（3）压电陶瓷饼裂化：将步骤（2）得到的压电陶瓷饼降温至150-200℃，通过液氮淬冷，使陶瓷饼急速裂化，在原有裂纹基础上进一步裂化形成均匀的微裂纹；

（4）弛豫型纳米线的形成：将步骤（3）得到的具有均匀裂纹的压电陶瓷饼浸入步骤（1）准备的过量的浆体中，在真空条件下浸泡36h以上，然后取出陶瓷饼烘干，在1200-1300℃条件下进行微波烧结，浆体中的BaTiO₃进入微裂纹，在微波条件下沿裂纹生长晶粒形成弛豫型纳米线，并修复压电陶瓷饼的裂化纹，从而得到具有弛豫型纳米线的压电陶瓷。

2.一种具有弛豫型纳米线的压电陶瓷的制备方法，其特征是具体制备方法如下：

（1）BaTiO₃浆体准备：将BaCO₃和TiO₂按照摩尔比1:1称取，与适量水在研磨机中研磨成浆体，研磨质量以颗粒料小于100nm为标准；

（2）制备钙钛矿结构的压电陶瓷：将氧化铅、二氧化钛、二氧化锆通过去离子水混合，球磨3-5h，然后烘干，压制成薄饼体，在900-950℃下烧结，得到钙钛矿结构的压电陶瓷饼；所述的薄饼体为方形，厚度1-2mm；

（3）压电陶瓷饼裂化：将步骤（2）得到的压电陶瓷饼降温至150-200℃，通过液氮淬冷，使陶瓷饼急速裂化，在原有裂纹基础上进一步裂化形成均匀的微裂纹；

（4）弛豫型纳米线的形成：将步骤（3）得到的具有均匀裂纹的压电陶瓷饼浸入步骤（1）准备的过量的浆体中，在真空条件下浸泡36h以上，然后取出陶瓷饼烘干，在1200-1300℃条件下进行微波烧结，浆体中的BaTiO₃进入微裂纹，在微波条件下沿裂纹生长晶粒形成弛豫型纳米线，并修复压电陶瓷饼的裂化纹，从而得到具有弛豫型纳米线的压电陶瓷。

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的研磨机为胶体研磨机。

4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的氧化铅、二氧化钛、二氧化锆以摩尔比2:1:1称量。

5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的压制成薄饼体，采用压力为35MPa。

6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的烧结时间为30-60min。

7.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的微波烧结时间为25min。