[发明专利]氧化锌掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷

权利要求书

1.一种ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其化学计量式为(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.10Ti_0.90)O₃-xmol％ZnO，其中x＝0.03～0.24；

该ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷的制备方法，具有如下步骤：

(1)配料

将原料CaCO₃、BaCO₃、TiO₂和ZrO₂，按(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.10Ti_0.90)O₃的化学计量比，以及外加0.03～0.24mol％的ZnO混合后放入球磨罐中；球磨介质为去离子水和氧化锆球，球：料：去离子水的重量比为2：1：0.6；再将混合料放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过40目筛；

(2)合成

将步骤(1)中过筛后的粉料，放入坩埚内，压实，加盖，密封，在合成炉中于1150℃合成，保温4h，自然冷却到室温，出炉；

(3)二次球磨

将步骤(2)的合成料放入球磨罐中球磨粉碎，再将球磨后的料放入烘箱内于90℃烘干，然后放入研钵内研磨，过60目筛；

(4)压片

将步骤(3)过筛后的粉料，外加质量百分比为7wt.％的聚乙烯醇水溶液进行造粒，压柱均化，再将其捣碎，研磨过筛，压制成型为坯件；

(5)排胶

将步骤(4)的坯件放入马弗炉中，以5℃/min的速率升温至650℃，保温1h，并于200℃和350℃各保温1h，进行有机物排除；

(6)烧结

将步骤(5)排胶后的坯件放进坩埚中加入垫料进行埋烧，以5℃/min的升温速率升温至1350～1450℃烧结，保温4h，随炉自然冷却至室温，制得ZnO掺杂锆钛酸钡钙陶瓷；

(7)涂电极与表面处理

将步骤(6)得到的ZnO掺杂锆钛酸钡钙压电陶瓷上下两个面进行抛光至厚度为1mm，然后在上下表面利用丝网印刷的方式涂覆银胶电极，以7℃/min的升温速率升温至735℃烧银，保温15min。冷却取出后放入硅油中，在25℃条件下，用直流电场极化，得到ZnO掺杂锆钛酸钡钙压电陶瓷。

2.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，其化学计量式为(Ba_0.85Ca_0.15)(Zr_0.10Ti_0.90)O₃-xmol％ZnO，其中x＝0.06。

3.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(1)的球磨时间为6h，球磨机转速为750转/分钟。

4.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(3)的球磨时间为12h，球磨机转速为750转/分钟。

5.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(4)压制成型的压强为200MPa。

6.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(4)压制成型的坯件为直径12mm，厚度1～1.5mm的圆柱状坯件。

7.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(6)的烧结温度为1450℃。

8.根据权利要求1的ZnO掺杂锆钛酸钡钙无铅压电陶瓷，其特征在于，所述步骤(7)的极化场强为4500V/mm，极化时间为25min。