[发明专利]铌镁酸铅‑钛酸铅‑铁酸铋多铁性陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铌镁酸铅-钛酸铅-铁酸铋多铁性陶瓷材料，其特征在于，包括铌镁酸铅-钛酸铅为基,向其中添加铁酸铋的新型铁电铁磁复合陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的铌镁酸铅-钛酸铅-铁酸铋多铁性陶瓷材料，其特征在于，该材料的化学组成为：

(1-x)[(1-y)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃+yPbTiO₃]+xBiFeO₃，x＝0.01～0.05,y＝0.30～0.39；其中,铌镁酸铅—钛酸铅由[Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃+PbTiO₃或PMN-PT]组成，铁酸铋的配比的改变可改变样品材料的铁电性和铁磁性。

3.一种如权利要求1或2所述的铌镁酸铅-钛酸铅-铁酸铋多铁性陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

称料球磨：按照配方化学计量进行配比，加入无水乙醇放入球磨罐球磨,然后以合适的转速球磨；

烘干压片：将球磨后的浆料烘干，烘干后的粉体取出研磨后倒入模具在一定压力下压片；

预烧：将压片放入马弗炉中煅烧合成。在550℃预烧温度下保温1.5-2小时，然后再升温至850℃保温2个小时；

二次球磨烘干：预烧后的压片经粉碎后放入球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，进行二次球磨，以适当的转速球磨若干小时；

均化造粒：将烘干后的粉体过筛,过筛后的粉体加入3-5wt％浓度为5wt％的聚乙烯醇溶液。混合均匀后将粉体置于模具中再次压片，并在室温下静置均化12小时,均化后进行造粒；

成型：将造粒后的粉料置于模具中在一定压力下压片，确保成型的坯体具有一定的机械强度且无分层和裂纹。

排塑、烧结：将压好成型后的陶瓷坯体放入马弗炉中,在一定温度下排塑；然后放入烧结炉中烧结成瓷；

上电极与极化：烧结成瓷的陶瓷材料经切割加工后被电极极化，再进行磁化。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，排塑、烧结的具体条件为：由室温以升温速率2℃/min的条件进行升温，至700℃保温1小时，使加入的PVA充分挥发；排塑后的陶瓷坯体放入氧化铝坩埚中用陶瓷粉体的熟料填埋烧结。陶瓷的升温速率为3℃/min，烧结温度介于1200～1320℃之间，保温时间为2小时，之后自然降温，炉温降至室温时将陶瓷取出。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，上电极与极化的条件为在3kv/mm电场强度下极化，极化温度为100℃，在室温下以5000奥斯特磁场强度进行磁化。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，铌镁酸铅-钛酸铅-铁酸铋粉体通过以下步骤制备得到：以碱式MgCO₃和Nb₂O₅先合成MgNb₂O₆，再以化学式按比例加入PbO、TiO₂、Fe₂O₃、Bi₂O₃原料制备铌镁酸铅-钛酸铅-铁酸铋粉体。