[发明专利]一种镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料具有如下的化学通式：Bi_2.5Rb_3.5Nb_5-x(NiZrCu)_5x/8O₁₈，其中x的数值选自0～0.06之间的任意数值。

2.如权利要求1所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料，其特征在于，x的数值优选为0.03。

3. 如权利要求1或2所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料，其特征在于，所述压电陶瓷材料的压电常数为40.9～49.6 pC/N，居里温度为688～705℃。

4.一种镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）选取分析纯或优级纯的Bi₂O₃、Rb₂CO₃、Nb₂O₅、NiO、ZrO₂和CuO，按照Bi_2.5Rb_3.5Nb_5-x(NiZrCu)_5x/8O₁₈的化学通式计算所需各原料的质量，并准确称取，备用，其中x的数值选自0～0.06之间的任意数值；

（2）将称取好的各原料置于行星式球磨机中，球磨介质为无水乙醇和二氧化锆磨球，按照280～320转/分钟的速率进行球磨，球磨时间为14～18小时，待球磨完成后，将得到的球磨混合物置于干燥盘中，在80～90℃下烘干至恒重；

（3）将烘干后得到的干燥物料进行压制，压制成直径为25 mm、厚度为5 mm的粗坯，再将粗坯进行预烧，预烧温度为850℃，预烧时间为130～150分钟，待冷却后得到预烧制坯料；

（4）将预烧制坯料置于研磨罐进行研磨，将研磨产物重新加入行星式球磨机中，球磨介质为无水乙醇和二氧化锆磨球，按照280～320转/分钟的速率进行二次球磨，二次球磨时间为8～10小时，待球磨完成后，将得到的球磨混合物装入干燥盘中，在80～90℃下烘干至恒重；

（5）向烘干后得到的干燥物料中加入胶黏剂，置于造粒机压制造粒，得到直径为10 mm，厚度为2.5 mm的细坯，随后将细坯置于600℃下保温90分钟，待冷却后完成细坯的排胶操作；

（6）将排胶后的细坯置于高温烧结炉中进行烧制，烧制温度为1060～1090℃，烧制时间为120～180分钟，冷却至室温后得到镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料。

5.如权利要求4所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，化学通式Bi_2.5Rb_3.5Nb_5-x(NiZrCu)_5x/8O₁₈中x的数值优选为0.03。

6.如权利要求4所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂优选为聚乙烯醇。

7.如权利要求4所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在将排胶后的细坯置于高温烧结炉中进行烧制时，向炉中持续通入氧气。

8. 如权利要求4所述的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，制备得到的镍锆铜共掺杂型铌酸铋铷压电陶瓷材料的压电常数为40.9～49.6 pC/N，居里温度为688～705℃。