[发明专利]一种高性能压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能压电陶瓷材料，其特征在于，按重量份计，由以下原料制备而得：

四氯化钛34-50份、钒酸银3-9份、硝酸钡11-20份、谷氨酸5-9份、醋酸钪2-6份、四氯铝酸锂4-10份、硅锆酸钠3-9份、水合三醋酸铽5-9份、氧化钒铜4-8份、碲化镓1-6份、氧化磷4-9份、钽酸锂6-10份、铌酸镁3-8份、氯酸钾2-7份、柠檬酸镍4-10份、甲醇26-38份、去离子水15-22份、乙二醇30-43份。

2.根据权利要求1所述的高性能压电陶瓷材料，其特征在于，按重量份计，由以下原料制备而得：

四氯化钛38-47份、钒酸银4-8份、硝酸钡13-18份、谷氨酸6-8份、醋酸钪2.8-5.6份、四氯铝酸锂4.5-8份、硅锆酸钠3.2-8.6份、水合三醋酸铽5.3-8.4份、氧化钒铜4.6-7.8份、碲化镓2-5.6份、氧化磷4.5-8.3份、钽酸锂6.2-9份、铌酸镁3.5-7.4份、氯酸钾2.4-6.7份、柠檬酸镍4.8-9份、甲醇32-37份、去离子水16-20份、乙二醇32-40份。

3.根据权利要求1所述的高性能压电陶瓷材料，其特征在于，按重量份计，由以下原料制备而得：

四氯化钛45份、钒酸银7份、硝酸钡16份、谷氨酸6.5份、醋酸钪4.7份、四氯铝酸锂6.9份、硅锆酸钠5.2份、水合三醋酸铽7.4份、氧化钒铜5.9份、碲化镓4.3份、氧化磷7.8份、钽酸锂8.4份、铌酸镁6.2份、氯酸钾5.5份、柠檬酸镍7.8份、甲醇35份、去离子水19份、乙二醇38份。

4.如权利要求1-3任一项所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

步骤1）将谷氨酸置于甲醇和去离子水混合溶液中，搅拌溶解，再加入四氯化钛、钒酸银、水合三醋酸铽、氧化磷加热至60-80℃搅拌混合均匀形成混合液A；

步骤2）将硝酸钡、醋酸钪、钽酸锂、铌酸镁、氯酸钾、柠檬酸镍置于乙二醇中，加热至90-120℃，并搅拌混合均匀，得混合液B；

步骤3）将上述混合液A和混合液B混合搅拌均匀，然后在200-350℃下反应20-48小时；

步骤4）冷却至室温后过滤，在90-110℃温度下干燥，得到干燥粉；

步骤5）将上述干燥粉与余下原料混合均匀，研磨后压块，在700-950℃下预烧3-6小时，得到预烧料；

步骤6）将上述预烧料粉碎并研细，之后加入粘结剂成型，在600-800℃下排塑；

步骤7）然后先于1060-1120℃下保温2-4小时，再于1250-1450℃下保温1-5小时，自然冷却至室温，得到陶瓷件；

步骤8）将上述陶瓷件涂银电极，然后在20-50℃油浴中极化处理35-80min，即得高性能压电陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中加热至75℃；所述步骤2）中加热至105℃。

6.根据权利要求4所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中在270℃下反应35小时。

7.根据权利要求4所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中在860℃下预烧5小时；所述步骤6）中粘结剂为质量比为3:1的甘油藻酸酯、聚乙烯醇的混合物。

8.根据权利要求4所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤7）中先于1100℃下保温4小时，再于1360℃下保温2小时。

9.根据权利要求4所述的高性能压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤8）中在40℃油浴中极化处理65min。