[发明专利]一种具有低滞后大电致应变的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有低滞后大电致应变的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料，其特征在于，所述铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料的化学通式为：(1-y)((1-x)Pb(Mg_1/3Nb_2/3)-xPbTiO₃)-yBi(Zn_1/2Ti_1/2)O₃，其中0.20≤x≤0.40，0＜y≤0.30。

2.根据权利要求1所述的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料，其特征在于，0.20≤x≤0.27，0.100≤y≤0.20；优选为0.20≤x≤0.27，0.125≤y≤0.150；更优选为x=0.27，y=0.125。

3.根据权利要求1或2所述的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料，其特征在于，所述铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料在室温具有遍历性弛豫铁电体特性，且具有类准同型相界的结构特征。

4.根据权利要求3所述的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料，其特征在于，所述铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料在宏观结构上表现为赝立方相结构，但在纳米尺度上同时存在四方和单斜两种不同的局域对称性。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的具有低滞后大电致应变的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

（1）按照铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料的化学计量比称量Pb源、Ti源、Bi源、Zn源、Nb源和Mg源作为原料粉体并混合，得到混合粉体；

（2）将所得混合粉体经过过筛、压块和煅烧，得到PMN-PT-BZT粉体；

（3）将所得PMN-PT-BZT粉体和粘结剂混合后，压制成型，得到陶瓷坯体；

（4）将所得陶瓷坯体进行排胶处理后，在1100℃～1250℃烧结2～4小时，得到所述具有低滞后大电致应变的铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Pb源为Pb₃O₄；所述Ti源为TiO₂；所述Bi源为Bi₂O₃；所述Zn源为ZnO；所述Nb源为Nb₂O₅；所述Mg源为(MgCO₃)₄·Mg(OH)₂·5H₂O。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，以Nb₂O₅和(MgCO₃)₄·Mg(OH)₂·5H₂O为原料，经球磨混合均匀后于1250℃～1300℃煅烧2～4小时合成MgNb₂O₆；然后再以MgNb₂O₆为原料，制备PMN-PT-BZT粉体。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述煅烧的温度为850℃～950℃，优选为850℃；所述煅烧的时间为2～4小时，优选为2小时。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述排胶处理的温度为550℃～650℃，时间为4～6小时；优选地，所述煅烧的温度为550℃，时间为4小时。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，将所得铌镁酸铅基三元压电陶瓷材料的表面进行打磨后被上电极。