[发明专利]一种铋层状结构钛酸铋钠高温压电陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种铋层状结构钛酸铋钠高温压电陶瓷材料，该压电陶瓷材料的通式为Na_0.5Bi_4.5Ti_4‑x(CrW)_x/2O₁₅，其中0＜x≤0.5。本发明还公开了该压电陶瓷材料的制备方法，采用Na_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅体系压电材料为基体，在Ti位按照一定的摩尔比掺入Cr、W，采用传统的固相合成方法，制备得到此类新型铋层状结构压电陶瓷材料，主要性能参数为d₃₃＝40pC/N，ε＝150，tanδ＝0.12％，k_p＝6.2％，Q_m＝5400，T_c＝675℃，具有良好的高温稳定性，介电损耗在500℃时仍低于0.2％。本发明的铋层状结构钛酸铋钠高温压电陶瓷材料在高温领域具有良好的应用前景。利用这种材料制得的各种形状的陶瓷元件，组装成各种压电传感器，在高温测量、探测以及自动控制等方面得到了广泛应用。

主权项

1.一种铋层状结构钛酸铋钠高温压电陶瓷，其特征在于，制备符合化学组成Na_0.5Bi_4.5Ti_4‑x(CrW)_x/2O₁₅，x＝0.1的Cr/W共掺杂改性的钛酸铋钠无铅压电陶瓷；将分析纯的粉体原料Na₂CO₃、Bi₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃和WO₃按照以上化学配比配料，将称量好的原料与去离子水混合后球磨18h、在800℃预烧3h，粉碎后二次球磨18h，烘干研磨后将其压制成直径12mm的薄圆片，经650℃排塑后在1100℃下烧结保温3h即得到掺杂改性的钛酸铋钠无铅压电陶瓷；将所得的陶瓷样品表面抛光后在其上下表面被上Ag电极，在180℃硅油中，10kV/mm的直流电压下极化30min，测试其压电性能，所得陶瓷样品的压电常数d₃₃＝40pC/N，介电常数ε＝150，介电损耗tanδ＝0.12％，机电耦合系数kp＝6.2％，机械品质因数Qm＝5400。