[发明专利]一种铋层状结构复合高温压电陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铋层状结构复合高温压电陶瓷材料，其特征在于：所述复合高温压电陶瓷材料由Na_0.5Bi_2.5Nb₂O₉基两层铋层状结构压电陶瓷材料与Bi₄Ti₃O₁₂基三层铋层状结构压电陶瓷材料复合组成，所述复合高温压电陶瓷材料的分子通式为:

0.8(NaBi)_0.38(NaCe)_0.05Bi₂Nb₂O₉+0.2Bi₄Ti_2.95Zn_0.05O₁₂，式中0.8和0.2代表摩尔比例。

2.一种权利要求1所述的铋层状结构复合高温压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

分别预合成Na_0.5Bi_2.5Nb₂O₉基和Bi₄Ti₃O₁₂基压电陶瓷材料；按比例混合所述预合成的Na_0.5Bi_2.5Nb₂O₉基和Bi₄Ti₃O₁₂基压电陶瓷材料，然后依次经过成型、烧结、氧化、极化及老化处理；

其中，所述Na_0.5Bi_2.5Nb₂O₉基压电陶瓷材料的化学通式为：(NaBi)_0.38(NaCe)_0.05Bi₂Nb₂O₉；所述Bi₄Ti₃O₁₂基压电陶瓷材料的化学通式为：Bi₄Ti_2.95Zn_0.05O₁₂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述成型为等静压成型，所述等静压成型条件为压力250MPa，保压5min。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、制备(NaBi)_0.38(NaCe)_0.05Bi₂Nb₂O₉铋层状结构压电陶瓷材料：以相应粉体原料的化学计量比进行配料，在无水乙醇溶液中球磨混合后，烘干压成块状，放入电炉进行850℃温度条件下2.5h预烧结，得到预烧结的粉料，粉碎所述预烧结的粉料；

S2、制备Bi₄Ti_2.95Zn_0.05O₁₂铋层状结构压电陶瓷材料：以相应粉体原料的化学计量比进行配料，在无水乙醇溶液中球磨混合后，烘干压成块状，放入电炉进行850℃温度条件下2.5h预烧结，得到预烧结的粉料，粉碎所述预烧结的粉料；

S3、将步骤S1和步骤S2制备得到的粉料按0.8:0.2的摩尔计量比称取后进行二次球磨、烘干后，得到经过二次球磨的粉料；

S4、向所述经过二次球磨的粉料中加入粘结剂后，造粒，压制成陶瓷坯片；

S5、将步骤S4中成型后的陶瓷坯片放在厢式电炉进行排塑处理;

S6、将经排塑处理后的陶瓷坯片放入密闭坩埚里，置于高温烧结炉中，在1140℃，保温时间为3h进行烧结，冷却；

S7、将冷却后的陶瓷坯片进行表面抛光；

S8、将抛光好的样品超声清洗后烘干，并进行氧化处理，然后被铂电极；

S9、极化：将有电极的样品在硅油中进行高极化极化处理，极化条件是温度为160℃，极化电压为11kV/mm，时间为40min；

S10、老化：将经极化处理后静置24小时后的样品在敞开的坩埚放入电炉中进行高温处理。