[发明专利]一种NBT基压电织构陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种NBT基无铅压电织构陶瓷及其制备方法，采用固相法制备钛酸铋钠粉体，熔盐法制备片状钛酸钡微晶，将0.94NBT‑0.06BT粉体和有机粘结剂在磁力搅拌器上均匀搅拌制成浆料，将制备好的浆料注入料筒中，由螺杆推动料筒中的料粒沿筒壁经过电场发生装置和温度加热区，经过喷嘴注入具有一定形状的模具当中。待陶瓷生坯冷却脱模后在常压烧结炉中脱脂与烧结，烧结件的两面涂银浆，被银烧结件置于极化装置中极化，经比较采用外加电场注射成型制备的0.94NBT‑0.06BT压电陶瓷性能高于传统固相法制备的0.94NBT‑0.06BT压电陶瓷，并且注射成型制备压电陶瓷效率高、周期短，易于批量生产。

技术领域

本发明属于压电陶瓷及制备技术领域，具体涉及一种NBT基压电织构陶瓷及其制备方法。

背景技术

压电陶瓷具有优良的机电转换能性已经广泛应用于传感器、驱动器、换能器等领域。传统压电陶瓷如锆钛酸铅(PZT)主要成分氧化铅，使用中会给环境和人类健康带来很大的损害。因此发展无铅压电陶瓷具有重大实用意义。

虽然国内外学者在无铅压电陶瓷方面已开展了大量的研究并取得了阶段性成果，但仍未发现一种在压电性能和温度稳定性方面，可以真正替代PZT陶瓷的无铅压电陶瓷。目前，大量实验已证明，在某一极化方向拥有高度晶粒取向(高织构度)的压电陶瓷将表现出大幅优于非织构化陶瓷的电性能。织构陶瓷的制备可通过添加模板晶粒，施加机械力、电场或者利用温度梯度等方法来获。而陶瓷注射成型技术(CIM)是一种近净尺寸陶瓷可塑成型方法，特别是对尺寸精度要求高、形状复杂的陶瓷制品的批量生产，已在国内外得到广泛的研究和应用。

发明内容

为了改善现有无铅压电陶瓷高性能要求等问题，本发明的目的是提供一种注射成型方式制备无铅压电织构陶瓷，利用注射力驱动各向异性的晶粒定向及电场驱动微晶中微畴转向的定向问题来制备高性能无铅压电陶瓷，该工艺适合制备高性能压电织构陶瓷。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种NBT基压电织构陶瓷，以0.94Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.06BaTiO₃粉体为原料烧结而成。

一种NBT压电织构陶瓷制备的方法，包括以下步骤：

(1)制备钛酸铋钠(Na_0.5Bi_0.5TiO₃)粉体；

(2)采用熔盐法制备各向异性的BaTiO₃微晶，所述BaTiO₃微晶为片状；

(3)将步骤(2)所得钛酸钡引入步骤(1)所制备的钛酸铋钠(Na_0.5Bi_0.5TiO₃)粉体中制备出0.94Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.06BaTiO₃(0.94NBT-0.06BT)陶瓷粉体；

(4)混合陶瓷粉体和有机粘结剂：将陶瓷粉体和有机粘结剂在磁力搅拌器混合均匀得到注射成型混合料。