[发明专利]一种通过3D打印制备具有周期性孔结构的PZT铁电陶瓷的方法

权利要求书

1.一种通过3D打印制备具有周期性孔结构的PZT铁电陶瓷的方法，其特征在于，包括：

（1）将PZT粉体和粘结剂分散于溶剂中，得到PZT浆料，所述粘结剂为聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖、PVA和PVB中的至少一种；所述溶剂为醇类溶剂；所述粘结剂和溶剂总质量和PZT粉体的质量比为1:（15～45）；

（2）利用绘图软件设计得到具有周期性孔分布结构的陶瓷坯体模型；

（3）按照所述陶瓷坯体模型，通过打印针头将PZT浆料挤出成纤维状后，进行逐层打印和干燥，形成具有周期性孔结构的陶瓷坯体；

（4）将所得陶瓷坯体经排胶和烧结，得到所述具有周期性孔结构的PZT铁电陶瓷；

所述排胶的温度为300～750℃，时间为1～5小时；

所述烧结的温度为1000～1350℃，时间为0.5～5小时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PZT粉体为由PbTiO₃与PbZrO₃形成的固溶体或经掺杂或者固溶改性的PZT体系，粒径范围为10 nm～20 μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自乙醇、甲醇、和甘油中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂和溶剂的质量比为2:（1～5）。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打印针头的直径为50μm～500μm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逐层打印的参数包括：打印速度为5～8 mm/s，打印压强为2～5 bar，层厚为50μm～500μm，层数至少为3层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为50～90℃，时间为24小时以上。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排胶的升温速率为0.5～1℃/分钟。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述烧结的升温速率为1～2℃/分钟。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的具有周期性孔结构的PZT铁电陶瓷，其特征在于，所述PZT铁电陶瓷的孔隙率为10～50%。