[发明专利]具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷，其特征在于该高致密化铁电陶瓷的通式是：Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃，其中R为钕元素、铒元素、镧元素、钐元素、铕元素、钆元素、镝元素或钬元素，B为钛元素或钽元素；0<x≤0.4，0<y≤0.1。

2.具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

一、Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃纯相粉体的制备：

①依照化学式Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃，其中0<x≤0.4，0<y≤0.1，按照(1-x):x:(1-y):y的物质的量的比例称取铋盐、R盐、铁盐和B盐，将铋盐与R盐一组，铁盐一组，每组盐分别溶解于冰乙酸中，加热搅拌至盐完全溶解，冷却至室温，分别加入乙二醇，继续搅拌，分别得到铋盐/R盐溶液和铁盐溶液，其中Bi按摩尔比过量1％～10％称量；

向B盐中缓慢滴加乙二醇，搅拌至澄清，得到B盐溶液；

②将B盐溶液缓慢倒入铋盐/R盐溶液中，搅拌10～30min，得到混合盐溶液；

③将铁盐溶液倒入混合盐溶液中，搅拌40～60min，得到均匀、透明的混合溶液；

④将混合溶液倒入数个培养皿中，放入35～45℃烘箱，烘干3～6天，然后调至55～65℃，烘干3～5天，得到干凝胶；

⑤将干凝胶研磨，然后放入氧化铝坩埚中，以1℃/min升温至290～310℃，保温1～2h；然后以3～5℃/min升温至550℃，保温1～2h，随炉冷却至室温，得到Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃纯相陶瓷粉体；

二、将步骤一中制备的Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃陶瓷粉体在玛瑙研钵中研磨，加入粘结剂造粒，陶瓷粉体与粘结剂的质量比为(49～19)：1，造粒过程中粘结剂分为多次滴加，每次滴加3～10滴，每次滴加完后继续研磨粉体至接近干燥状态，再进行下一次滴加，直至粘结剂滴加完，得到造粒后的粉体；

三、将步骤二中造粒后的粉体在50～70℃烘箱烘干3～5min，用直径为10～50mm的钢化模具，在150～200MPa的压力下，保压3～5min，预压成块体；然后将块体打碎，研磨，过100～200目筛子；将过筛后的粉体，用直径为5～30mm的钢化模具，在550～700MPa的压力下，保压3～5min，预压成直径为5～30mm、厚度为0.6～2mm的圆片；然后对预压成形的圆片坯体进行排胶，制备出圆片状的陶瓷素坯；

四、Bi_1-xR_xFe_1-yB_yO₃陶瓷块体的制备：

将步骤三得到的陶瓷素坯在氧气保护气氛下进行烧结，氧气流量为40～80ml/min，烧结温度为750～830℃，升温速率为10～30℃/min，保温时间为10～60min，保温结束后再以10～30℃/min的速率降至室温，制备出具有准同型晶相结构的高致密化陶瓷块体。

3.根据权利要求2所述的具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一①中所述铋盐为次硝酸铋。

4.根据权利要求2或3所述的具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一①中所述R盐为硝酸钕、硝酸铒、硝酸镧、硝酸钐、硝酸铕、硝酸钆、硝酸镝或硝酸钬。

5.根据权利要求4所述的具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一①中所述铁盐为硝酸铁。