[发明专利]一种可在还原气氛下烧结的铌酸钾钠基压电陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种可在还原气氛下烧结的铌酸钾钠基压电陶瓷组分及其制备方法。本发明所述的压电陶瓷的化学组成为Sn、Zr、Mn、Bi掺杂的(K,Na)NbO₃压电陶瓷，其中各组分的摩尔百分数为：50%的Na，45–50%的K，90–100%的Nb，0–5%的Bi，0–1.0%的Sn，0–1.0%的Zr，0–0.5%的Mn。制备方法为：（1）称取原料，并行星球磨6–24小时；（2）将混合料烘干并在800–900℃下预烧5–6小时；（3）将步骤2中的粉体行星球磨12–24小时；（4）将步骤3的粉体压制成陶瓷圆形生坯；（5）将生坯在1050–1150℃保温1–3小时完成烧结，烧结气氛为体积分数95–99%的氮气和1–5%的氢气。本发明制备的陶瓷致密度高，压电系数可达350pC/N，1kV/mm下的绝缘电阻率可达398GΩcm。

主权项

1.一种可在还原气氛下烧结的铌酸钾钠基压电陶瓷的制备方法，其特征在于所述的压电陶瓷的化学组成为Sn、Zr、Mn、Bi掺杂的 (K,Na)NbO3压电陶瓷，其中各组分的摩尔百分数为：50%的Na，45–50%的K，90–100%的Nb，0–5%的Bi，0–1.0%的Sn，0–1.0%的Zr，0–0.5%的Mn。本专利中铌酸钾钠基压电陶瓷的制备方法步骤为：（1）按化学计量比称取分析纯的K2CO3，Na2CO3，Nb2O5，SnO2、ZrO2、Bi2O3、MnO2。（2）将步骤（1）原料行星球磨混合6–24小时，球磨介质为无水乙醇，烘干后，在800–900℃大气气氛下预烧5–6小时。（3）将步骤（2）中的粉体再次置于行星球磨机上球磨12–24小时，球磨介质为无水乙醇。（4）将步骤4中的混合料在烘箱烘干后，加入适量聚乙烯醇粘结剂进行研磨造粒，在2MPa下单向加压成型，得到直径约10mm，厚度约1mm的陶瓷圆形生坯。（5）将步骤4得到的圆片以3℃/min的升温速度至600℃保温3–6小时进行排胶处理，排胶后的圆片用同组分的粉末封埋后，在1050–1150℃保温1–3小时完成烧结，其中烧结采用密封管式炉，炉内烧结气氛为体积分数为95–99%的氮气和1–5%的氢气。