[发明专利]一种无铅压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无铅压电陶瓷材料，其特征在于，由以下化学式表示：

(1-x) (K_aNa_1-a)_bLi_1-bNb_cTa_1-cO₃+x (Na_dK_1-d)_eBi_1-eZrO₃+y Lu₂O₃+z B₂O₃；

其中，x、y、z、a、b、c、d、e表示原子百分比，y和z分别代表 Lu₂O₃和B₂O₃占化合物(1-x)(K_aNa_1-a)_bLi_1-bNb_cTa_1-cO₃+x (Na_dK_1-d)_eBi_1-eZrO₃的质量百分比；

x为0.02-0.04，y为0.005-0.01，z为0.01-0.03；

a为0.50-0.60，b为0.96-0.98，c为0.80-0.90，d为0.80-0.86，e为0.50-0.60；

所述无铅压电陶瓷材料的制备方法，具体如下：

S1：按照所述化学式的计量比称取K₂CO₃、Na₂CO₃、Nb₂O₅、Li₂CO₃、Ta₂O₅混合球磨10-15h后，升温至700-750℃预烧6-8h，恢复室温后继续球磨10-15h，再升温至850-900℃预烧3-5h，得到第一预烧粉体；

S2：按照所述化学式的计量比称取K₂CO₃、Na₂CO₃、ZrO₂、Bi₂O₃，混合球磨10-15h后，升温至700-750℃预烧6-8h，恢复室温后继续球磨10-15h，再升温至780-800℃预烧5-10h，得到第二预烧粉体；

S3：按照所述化学式的计量比称取第一预烧粉体、第二预烧粉体、Lu₂O₃、B₂O₃，并混合球磨20-40h，将混合粉体升温至200-250℃，干燥10-20h后与粘结剂混合均匀，获得浆体；

S4：将所述浆体以5-10MPa的压力注射入模具中，充模时间为25-50s，充模结束后在模具两侧加1-2KV的直流电场，保压20-40min后将电场移除脱模，得到坯体；

S5：将所述坯体一次升温至120-150℃保温40-60min，再二次升温至500-550℃保温2-5h，再三次升温至1150-1350℃保温2-5h后，降温至700-800℃保温1-3h，炉冷至室温即可；

S6：将烧结好的材料上下表面均匀涂覆一层银层作为电极，90-100℃保温5-10h后再升温至550-600℃保温30-50min，炉冷至室温后浸入硅油中并施加3-6kv/mm的直流电场极化20-50min即可。

2.如权利要求1所述的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，x为0.02-0.025，y为0.008-0.01，z为0.01-0.02。

3.如权利要求1所述的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，x为0.02，y为0.01，z为0.02。

4.如权利要求1所述的无铅压电陶瓷材料，其特征在于，a为0.50-0.55，b为0.96-0.97，c为0.80-0.85，d为0.82-0.85，e为0.50-0.55。