[发明专利]一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷，其特征在于，所述高性能PZT压电陶瓷的化学通式为：Pb_nSr_m(Mg_eNb_f)_xZr_yTi_zO₃+a％BaCO₃+b％NiC₂O₄+c％SiO₂；

其中，m、n、x、y、z、e、f表示相应的摩尔分数，且m+n＝1，x+y+z＝1，e+f＝1；

a％、b％、c％表示相应材料所占Pb_nSr_m(Mg_eNb_f)_xZr_yTi_zO₃的质量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷，其特征在于：所述高性能PZT压电陶瓷的化学通式中，0.301≤e≤0.333，0.667≤f≤0.699。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1)：以Pb₃O₄、MgO、Nb₂O₅为原料，按Pb(Mg_eNb_f)O₃的配比混匀，在1000℃-1200℃的温度下保温4-5小时合成Pb(Mg_eNb_f)O₃，其中0.301≤e≤0.333，0.667≤f≤0.699；

步骤2)：上述步骤中制得的Pb(Mg_eNb_f)O₃和Ni₂Si、Ba(No₃)₂、SrCO₃、TiO₂、Nb₂O₅为原料，按照Pb_nSr_m(Mg_eNb_f)_xZr_yTi_zO₃+a％BaCO₃+b％NiC₂O₄+c％SiO₂的配比进行混合均匀，得到混合物；

步骤3)：将步骤2)中所得到的混合物进行放入球磨机中进行球磨，并将球磨后得到的粉状物料过60-80目筛，并对筛选后的物料进行再次研磨，然后预压成块，备用；

步骤4)：对上述预压后的块状物料进行煅烧后，再次采用球磨机对其进行研磨，并将研磨后的物料过280-340目筛；

步骤5)：在步骤4)中所制得的粉状物料模压成型、脱脂，即得到陶瓷片；

步骤6)：将步骤5)中制得的陶瓷片进行极化，得到所述高性能PZT压电陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤3)和步骤4)中，在进行球磨过程时，需要加入助磨剂，所述助磨剂包括但不限于去离子水，所述物料∶球∶助磨剂的质量比为1∶1∶0.3，球磨完成后，均需要烘干物料中的水分；

所述步骤3)中球磨时间为2小时，球磨机转速为800r/min；

所述步骤4)中球磨时间为3小时，球磨机转速为1200r/min。

5.根据权利要求3所述的一种基于3D打印的高性能PZT压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中，对粉状物料进行预压成型的压力为400-600MPa，并且在预压成型后，以5℃/min的升温速率对其进行升温至400℃时，保温2小时，再以2℃/min的升温速率对其进行升温至600℃，并保温3小时，进行脱脂。