[发明专利]高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷及其制备和应用

权利要求书

1.高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷，其特征在于，其化学组成为(Na_0.5Bi_0.5)_(0.94-x)(Sr_0.8Bi_0.1)_xBa_0.06(Ti_0.997Zr_0.003)O_3-0.05x，其中x＝0.005～0.1。

2.根据权利要求1所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷，其特征在于，x优选0.05。

3.如权利要求1所述高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，使用固相烧结法，具体步骤如下：

(1)混料：选取纯度大于99wt％的Bi₂O₃、Na₂CO₃、BaCO₃、ZrO₂、SrCO₃和TiO₂作为原料，按照(Na_0.5Bi_0.5)_(0.94-x)(Sr_0.8Bi_0.1)_xBa_0.06(Ti_0.997Zr_0.003)O_3-0.05x，其中x＝0.005～0.1的配方组成称取原料并均匀混合，经过一次球磨后获得原料粉体；

(2)预烧：将步骤(1)的原料粉体于800-900℃下煅烧4-8h，得到预合成粉体；

(3)二次球磨：将步骤(2)的预合成粉体进行二次球磨，烘干后得到细颗粒尺寸的粉体；

(4)造粒和成型：将步骤(3)的陶瓷粉料经8wt％的PVA造粒、模压成型得到陶瓷坯体；

(5)将步骤(4)的坯体进行排胶处理后，在密闭条件下烧结，烧结温度为1120～1180℃，升温速率3-7℃/min，保温时间2-4h，得到钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷。

4.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(3)在球磨时采用无水乙醇和ZrO₂球作为球磨介质，ZrO₂球与球磨料的质量比为1～1.5:1，无水乙醇与原料的质量比1～2.5:1。

5.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(3)在球磨时控制球磨转速260-300r/min，球磨时间12-20h。

6.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(4)在模压成型时控制成型压力为60-100MPa。

7.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(4)制作得到陶瓷坯体为直径8～12mm，厚度0.8～1mm的圆片。

8.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的排胶处理的温度为500-600℃，保温时间为5-10h。

9.根据权利要求3所述的高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的烧结温度优选为1160℃，保温时间优选为3h。

10.如权利要求1所述高性能钛酸铋钠体系无铅电致伸缩陶瓷的应用，其特征在于，该钛酸铋钠基电致伸缩陶瓷能够用于制造驱动器和高精度位移传感器。