[发明专利]一种利用功能团掺杂诱导BNT-BT基无铅负电卡材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种利用功能团掺杂诱导BNT‑BT基无铅负电卡材料的制备方法，属于化学工程技术领域。一种利用功能团掺杂诱导BNT‑BT基无铅负电卡材料的制备方法，是按照(1‑z){(1‑x)BNT‑xBT}‑z{(1‑y)BT‑yBMT}化学计量比称量所得原料，在无水乙醇的介质下球磨制备混合浆料；烘干所得产品，制得原料粉体；将所得原料粉体预压成型后进行煅烧，得到煅烧块体；将所得煅烧块体球磨；所得产品烘干、过筛；将所得产品压制成直径为5‑10mm、厚度为1‑2mm的样品后冷等静压制成样品胚体；得到的样品胚体烧结、等却至室温之后打磨成厚度为500‑1000um的薄片，即得。本发明制备方法可以通过改变改变功能团掺杂比例调控陶瓷材料的结构和电卡性能，是一种方便快捷的制备技术。

技术领域

本发明涉及一种利用功能团掺杂诱导BNT-BT基无铅负电卡材料的制备方法，属于化学工程技术领域。

背景技术

铁电陶瓷是一种非常重要的功能材料，广泛应用于人类生活和生产的各个方面，如国防军事、航空航天、电子通信、医学领域、工业领域、日常家电等。

由于铅含有毒性并会对环境造成危害，因此许多国家已经立法禁止使用含铅材料，科学家越来越关注高性能无铅铁电材料的研究，开发高性能无铅铁电材料成为重点研究课题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用功能团掺杂诱导BNT-BT基高性能无铅负电卡材料的制备方法。本发明利用具有宽温区、较大电卡效应的无铅弛豫铁电陶瓷材料(1-x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃-xBaTiO₃(简写为(1-x)BNT-xBT)，通过固相烧结法掺杂比例不同的(1-y)BaTiO₃-yBiMg_0.5Ti_0.5O₃(简写为(1-y)BT-yBMT)功能团来调控陶瓷材料的电卡性能，为制备高性能制冷陶瓷提供新方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种利用功能团掺杂诱导BNT-BT基无铅负电卡材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将MgO、Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂、BaCO₃、CaCO₃烘干除去水分；

2)按照(1-z){(1-x)BNT-xBT}-z{(1-y)BT-yBMT}，化学计量比称量步骤1)所得原料，通式中x值为0.06-0.12，y值为0.3-0.8，z值为0-0.6，在无水乙醇的介质下球磨制备混合浆料；

3)烘干步骤2)所得产品，制得原料粉体；

4)将步骤3)所得原料粉体预压成型后进行煅烧，得到煅烧块体；

5)将步骤4)所得煅烧块体球磨；

6)将步骤5)所得产品烘干、过筛；

7)将步骤6)所得产品压制成直径为5-10mm、厚度为1-2mm的样品后冷等静压制成样品胚体；

8)将步骤7)得到的样品胚体烧结、等却至室温之后打磨成厚度为500-1000um的薄片，即得。

优选的是，步骤4)所述煅烧是在低温箱式炉中以升温速率为3℃/min速率升到800-900℃煅烧4-8h。

优选的是，步骤7)所述冷等静压压力为200-300MPa，保压时间为5-10min。

优选的是，步骤8)样品胚体是在低温箱式炉中以升温速率为3-5℃/min速率升到1100-1300℃烧结4-8h。