[发明专利]一种高压电性能和高稳定型抗还原铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制备方法在审
申请号: | 201910003934.3 | 申请日: | 2019-01-03 |
公开(公告)号: | CN111393162A | 公开(公告)日: | 2020-07-10 |
发明(设计)人: | 王晓慧;岑侦勇;李龙土 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | C04B35/495 | 分类号: | C04B35/495;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/638;C04B41/88 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 | 代理人: | 关畅;王春霞 |
地址: | 100084 北京市海淀区北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 高压电 性能 稳定 还原 铌酸钾钠基无铅 压电 陶瓷 及其 制备 方法 | ||
1.一种抗还原铌酸钾钠基无铅压电陶瓷,其化学式如下:
(1-x)[(1-y)K0.5Na0.5Nb1-zTazO3-yBi0.5(Na0.82K0.18)0.5ZrO3]-xCaZrO3+k%M;
其中,x、y、z和k表示摩尔分数,0≤x≤0.03,0.02≤y≤0.05,0≤z≤0.12,0.2≤k≤0.6,且x、y和z不同时为零;M表示锰化合物,所述锰化合物为MnO、Mn2O3、MnCO3或MnO2。
2.权利要求1所述的抗还原铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
(1)Na2CO3、K2CO3、Nb2O5、ZrO2、Bi2O3、Ta2O5、CaCO3和所述锰化合物按照所述抗还原铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的化学式中的化学计量比混合,然后依次进行球磨、烘干和煅烧得到瓷料;
(2)将所述瓷料依次进行球磨、造粒、压制成型、排胶和烧结,即得所述抗还原铌酸钾钠基无铅压电陶瓷;
所述烧结在还原气氛中进行。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述球磨以无水乙醇为介质,所述介质的质量为原料总质量的13~15倍;
所述原料为所述Na2CO3、所述K2CO3、所述Nb2O5、所述ZrO2、所述Bi2O3、所述Ta2O5、CaCO3和所述锰化合物;
所述球磨的转速为250~350转/分钟,时间为20~30小时;和/或,
所述烘干的温度为70~80℃,时间为3~5小时;和/或,
所述煅烧的温度为800~900℃,时间为3~6小时。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述球磨以无水乙醇为介质,所述介质的质量为所述瓷料总质量的13~15倍;
所述球磨的转速为250~350转/分钟,球磨时间为20~30小时;和/或,
所述造粒采用的粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛;
所述粘合剂的质量为所述瓷料总质量的5%~7%。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述排胶的步骤如下:以180~200℃/h的升温速率升温到350~400℃并保温1~2h。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述烧结的温度为1150~1180℃,时间为2~4h。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法,其特征在于:所述还原气氛由体积分数为95~90%的N2和体积分数为1~5%的H2组成;
所述还原气氛的氧分压Po2为1×10-9~1×10-11atm。
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