[发明专利]一种高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷，其特征在于，该压电陶瓷的化学通式为CaBi₄Ti_4-x(Mn_1/3Ta_2/3)_xO₁₂，其中0x≤0.1，其制备方法包括如下步骤：

配料：以CaCO₃粉体、Bi₂O₃粉体、TiO₂粉体、MnCO₃粉体和Ta₂O₅粉体为原料，按通式CaBi₄Ti_4-x(Mn_1/3Ta_2/3)_xO₁₂中Ca、Bi、Ti、Mn和Ta的化学计量进行配料，其中0x≤0.1；

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；

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750~825℃，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。

2.根据权利要求1所述的高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷，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。

3.根据权利要求1所述的高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷，其特征在于，在所述预烧过程中，所述预烧温度为825℃，所述保温时间为4小时。

4.根据权利要求1所述的高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷的制备方法，其特征在于，在所述烧结过程中，所述烧结温度为1025℃，所述保温时间为1小时。

5.根据权利要求1所述的高电阻率、高压电活性钛酸铋钙基高温压电陶瓷的制备方法，其特征在于，x为0.02、0.03、0.04、0.05、0.06或0.1中任一数值。