[发明专利]一种用于功率型压电元件的稀土掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷及其制备工艺

权利要求书

1.一种用于功率型压电元件的稀土掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷，化学组成为：(1-x-y) (K_0.47Na_0.47Li_0.06)NbO₃ + x Bi_0.5Li_0.5HfO₃ + yBiRE_zO₃；所述x, y为摩尔百分比，其中0x≤0.1，0y≤0.05，RE为稀土元素，至少为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Er、Yb其中的一种，z表示BiRE_zO₃组元中RE元素的化学计量数，z的数值按电价平衡原则取值。

2.一种用于功率型压电元件的稀土掺杂铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：

（1）原料预处理：将碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂、氧化铋、氧化铪、五氧化二铌和稀土金属氧化物放入干燥皿，置于烘箱内，在150℃下保温4h烘干；

（2）预合成：按(K_0.47Na_0.47Li_0.06)NbO₃、Bi_0.5Li_0.5HfO₃、BiRE_zO₃三种组元的化学式，称取对应原料进行混合，混料均匀后，在750-850℃下进行煅烧，保证各原料成分反应，得到三种组元的中间体粉末；

（3）混料：将三种组元的中间体粉末按所述化学式的计量比进行称取，再通过球磨或搅拌磨的方式使其混合均匀，得到预混粉；

（4）一次煅烧：将预混粉压制成φ80×20mm尺寸的素坯，置于刚玉板上在箱式炉中连续升温至850-900℃，保温4-6h，冷却后得到一次煅烧坯体；

（5）二次煅烧：将一次煅烧坯体进行破碎，过40目筛，然后置于刚玉坩埚中，在箱式炉中连续升温至950-1000℃，保温2-4h，随炉冷却后破碎过筛，得到预烧粉；

（6）细磨：将预烧粉用球磨或砂磨方式进行细化，得到粒径D50为1-2μm的陶瓷粉；

按步骤（1）至（6）制备铌酸钾钠基无铅压电陶瓷粉体后，再经由造粒、干压成型、排胶、烧结、机加工、烧银、极化等步骤，得到上述材料制成的压电陶瓷元件。