[发明专利]一种Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料，其特征在于，该压电陶瓷材料的通式为Bi₄Ti_3-x(Cu_1/3Sb_2/3)_xO₁₂，其中0<x≤0.05。

2.根据权利要求1所述的Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料，其特征在于，x＝0.01、0.02、0.03、0.035，0.04或0.05。

3.一种Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：配料、一次球磨、烘干、压片预烧、二次球磨、烘干、造粒成型、排胶、烧结、涂电极、极化；其中，

配料：以Bi₂O₃粉体、TiO₂粉体、CuO粉体和Sb₂O₃粉体为原料，按通式Bi₄Ti_3-x(Cu_1/3Sb_2/3)_xO₁₂中Bi、Ti、Cu和Sb的化学计量进行配料，其中0<x≤0.05；

一次球磨：向上述混合物中加入与混合物等量的无水乙醇，持续球磨12～24小时，使粉体混合均匀形成浆料，由此可以进一步的提高钛酸铋高温压电陶瓷材料的综合性能；

烘干：将上述浆料置于恒温烘箱中烘烤，去除无水乙醇，并在研钵中研磨，得到粉料；

压片预烧：将粉料置于磨具中预压成料块，将料块预烧，预烧温度为675～750℃，保温时间2～4小时；

二次球磨：将预烧后的料块在研钵中，经碾碎研磨后得到初级粉料，向得到的初级粉料中加入与初级粉料等量的无水乙醇，持续球磨12～24小时，使粉体混合均匀形成浆料；

烘干：将上述浆料置于恒温烘箱中烘烤，去除无水乙醇，并在研钵中研磨成粉料；

造粒成型：将蒸馏水以及浓度为8％的聚乙烯醇溶液(PVA)作为粘合剂掺入粉料中，掺入的蒸馏水的质量是粉料质量的2.5％，掺入的粘合剂的质量是粉料质量的5％，在研钵中混合均匀；将混合后的粉料置于磨具中，压制成生坯；将生坯在研钵中磨碎成粉料，通过60目和120目的筛子过筛，取60目和120目筛子中间层的粉料，得到了颗粒大小合适的粉料；将粉料置于磨具中，在200MPa的压强下压制成生坯；

排胶：将生坯排胶，在650℃的温度下煅烧3小时，排除生坯中的PVA，得到瓷坯；

烧结：将瓷坯进行烧结，烧结温度为1000～1100℃，保温时间2～4小时，得到陶瓷片；

涂电极：将陶瓷片清洗、烘干、丝网印刷涂银电极、烧银，烧银温度500～600℃，保温时间1～2小时；

极化：将镀好银电极的陶瓷片置于120～160℃的硅油中，极化电压为12kV/mm～15kV/mm，极化时间为20min～40min。

4.根据权利要求3所述的Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述一次球磨和二次球磨过程中，所述球磨时间为12小时。

5.根据权利要求3所述的Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述预烧过程中，所述预烧温度为725℃，所述保温时间为4小时。

6.根据权利要求3所述的Ti位Cu/Sb共掺杂钛酸铋高温压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述烧结过程中，所述烧结温度为1000℃，所述保温时间为4小时。