[发明专利]一种高稳定的无铅压电陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高稳定的无铅压电陶瓷，其特征在于，所述无铅压电陶瓷烧后的晶粒为菱形，且所述无铅压电陶瓷的化学式如下：

(1-x-y)(0.50KNbO₃-0.50NaNbO₃)-xMgTiO₃-yBa(Zr_0.5Ti_0.5)O₃+zSm₂O₃；其中，x＝0.03～0.07，y＝0.04～0.08，z＝0.008～0.02。

2.根据权利要求1所述的高稳定的无铅压电陶瓷，其特征在于，所述无铅压电陶瓷的化学式如下：

(1-x-y)(0.50KNbO₃-0.50NaNbO₃)-xMgTiO₃-yBa(Zr_0.5Ti_0.5)O₃+zSm₂O₃；其中，x＝0.05，y＝0.06，z＝0.015。

3.一种如权利要求1或2所述的高稳定的无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01配料：首先按照权利要求1或2所述的高稳定的无铅压电陶瓷的成分计算并称取原料Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、TiO₂，MgO，Ba CO，ZrO₂和Sm₂O₃，然后将所述原料于球磨罐中球磨混合，得到混合的粉体；

S02合成：将步骤S01得到的混合的粉体烘干后，于氧化铝坩埚内、密封条件下、800℃～950℃合成反应2.5h，得到合成的物料；

S03成型及排塑：首先将步骤S02得到的合成的物料球磨混合、烘干后流延成膜、冲制成坯体，然后将所述坯体的经两段升温至400℃，保温60min后，以5℃/min的速率将所述坯体升温至650℃保温120min，以便排出有机物；

S04烧结：将步骤S03得到的排出有机物后的坯体用步骤S02所得的部分物料埋烧：以3℃/min速率升温至1230℃，保温2小时，随炉冷却，得到烧结的坯体；

S05被覆银电极、烧银：将步骤S04得到的烧结的坯体超声水洗烘干后被银，再置于加热炉中，升温至800℃保温10min后自然冷却至室温，得到烧银的制品；

S06极化：将步骤S05得到的烧银制品，于100℃的空气中，施加1500V/mm的直流电场，极化10min，得到高稳定的无铅压电陶瓷。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S01和S03中球磨混合的条件为：球磨介质为去离子水和ZrO₂球，球磨罐的转速为750r/min，球磨时间为2.5h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，原料/物料：ZrO₂球：去离子水的重量比＝1：2.5：1。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S02、S03和S05中的烘干均是在60～100℃干燥箱中烘干。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中物料：流延水剂的重量比＝100:1。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中所述坯体的直径为17.20mm，厚度为12.5±0.5um。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S03中所述两段升温为：先以3℃/min的速率将坯体升温至200℃，再以2℃/min速率将坯体从200℃升温至400℃。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S05所述被银是采用丝网印刷工艺。