[发明专利]一种锂、锑掺杂的铌酸钾钠无铅压电陶瓷的制备方法

摘要

一种锂、锑掺杂的铌酸钾钠无铅压电陶瓷的制备方法，首先制备具有通式(Na0.52K0.48)1-xLixSbyNb1-yO3的铌酸钾钠基陶瓷的A粉料和B粉料，其中，A粉料中0.075≤x≤0.065，0.06≤y≤0.05；B粉料中0.04≤x≤0.05，0.03≤y≤0.04；然后将A粉料和B粉料等摩尔比混合，再制备最终的锂、锑掺杂的铌酸钾钠无铅压电陶瓷。本发明采用两步法合成锂、锑掺杂的铌酸钾钠基陶瓷，在0～80℃之间，其压电常数d33均保持在250～275PC/N之间，与传统一步法合成的产物相比在保持较高压电性能的同时，其温度稳定性较原有方法制得的锂、锑掺杂的铌酸钾钠基陶瓷也要好。

主权项

一种锂、锑掺杂的铌酸钾钠无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下两大步骤：分别制备具有通式(Na0.52K0.48)1‑xLixSbyNb1‑yO3的铌酸钾钠基陶瓷的A粉料和B粉料，其中，A粉料中0.075≤x≤0.065，0.06≤y≤0.05；B粉料中0.04≤x≤0.05，0.03≤y≤0.04；其次，将A粉料和B粉料等摩尔比混合，在一定条件下制备铌酸钾钠基陶瓷；具体操作方法如下：1）将分析纯化学试剂碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、三氧化二锑和五氧化二铌干混为A原配料，各原料的加入量按摩尔比为0.481~0.4862mol的碳酸钠、0.444~0.4488mol的碳酸钾、0.075~0.065mol的碳酸锂、0.06~0.05mol的三氧化二锑和0.94~0.95mol的五氧化二铌，且加入的碳酸钠和碳酸钾的摩尔比为0.52:0.48；将A原配料装入尼龙球磨罐中，加入酒精然后进行球磨，转速为120转/分，球磨12小时，得到料浆；然后将球磨后的料浆在21℃~150℃下烘干后，送入粉末压片机内，在80MPa的条件下压制成直径为30毫米的圆片，圆片再送入马弗炉内，在875℃下煅烧4小时，然后自然冷却至21℃，制得A粉料，备用；2）将分析纯化学试剂碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、三氧化二锑和五氧化二铌干混为B原配料，各原料的加入量按摩尔比为0.4992~0.494mol的碳酸钠、0.4608~0.456mol的碳酸钾、0.04~0.05mol的碳酸锂、0.03~0.04mol的三氧化二锑和0.97~0.96mol的五氧化二铌，且加入的碳酸钠和碳酸钾的摩尔比为0.52:0.48；将B原配料装入尼龙球磨罐中，加入酒精然后进行球磨，转速为120转/分，球磨12小时，得到料浆；然后将球磨后的料浆在21℃~150℃下烘干后，送入粉末压片机内，在80MPa的条件下压制成直径为30毫米的圆片，圆片再送入马弗炉内，在875℃下煅烧4小时，然后自然冷却至21℃，制得B粉料，备用；3）分别对步骤1中的A粉料和步骤2中的B粉料进行粉碎、研磨， 然后将A粉料与B粉料按摩尔比为1：1进行混合并送入球磨机，球磨机中加入酒精进行球磨，转速为120转/分钟，球磨4小时，将球磨后的混合料在21℃~150℃下烘干，送入粉末压片机，在80MPa条件下，压制成直径为30毫米的圆片，然后将压制后的圆片送入马弗炉内，在600℃下煅烧2小时后，自然冷却至21℃，备用；4）将步骤3中的圆片粉碎、研磨，再加入酒精以135转/分的速度用球磨机球磨6小时，球磨后的料浆烘干后称量其重量，而后在烘干后的料浆中加入其重量6%、浓度为10%的聚乙烯醇溶液，在160MPa的压力条件下用粉末压片机压成直径15毫米、厚1.2毫米的圆片；5）将步骤4得到的圆片在650℃条件下排胶1小时，然后在1075℃烧结3小时，冷却至21℃，得到产品；上述步骤中，在球磨时加入的酒精，其浓度为99%，加入量没过待球磨的物料0.5cm；上述步骤中，球磨时所用的研磨球均为氧化锆球，氧化锆球与物料的质量比为4∶1，放入的氧化锆球为三种，其直径分别为：8.5mm、4.5mm、2.6mm，且质量比为4∶3∶4。