1.一种钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:该陶瓷材料的通式为(1-x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3-x(Ba0.3Sr0.7)TiO3,式中x表示(Ba0.3Sr0.7)TiO3的摩尔数,x的取值为0.05~0.20;该陶瓷材料由下述方法制备得到:(1)配料
按照(1-x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3-x(Ba0.3Sr0.7)TiO3的化学计量,称取原料BaCO3、CaCO3、ZrO2、TiO2和SrCO3,并向原料中加入NaCl与KCl摩尔比为1:1的熔盐,混合均匀,得到原料混合物,其中NaCl与KCl的总质量占原料混合物质量的20%~60%;将原料混合物装入尼龙罐中,以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质,充分混合球磨12~16小时,出料,在80~100 ℃下干燥12~24小时,用研钵研磨;
(2)预烧
将步骤(1)研磨后的原料混合物置于氧化铝坩埚内,用玛瑙棒轻轻压实,加盖,在1000~1150 ℃保温3~5小时进行预烧,预烧完后自然冷却至室温,用研钵研磨,过160 目筛得到预烧粉;
(3)洗盐
向预烧粉中加入沸腾的去离子水,搅拌、静置、沉淀、倒掉上清液;重复该过程,直至上清液中加入AgNO3水溶液后不出现白色沉淀为止,然后抽滤,滤饼在80~100 ℃干燥后,用研钵研磨,过160目筛;
(4)造粒及压片
向步骤(3)过160目筛后的预烧粉中加入质量分数为5%聚乙烯醇水溶液,聚乙烯醇水溶液的加入量为预烧粉质量的40%~50%,造粒,过120目筛,制成球状粉粒;将球状粉粒用压片机压制成圆柱状坯件;
(5)排胶
将圆柱状坯件放在氧化锆平板上,将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中,用380 分钟升温至500℃,保温2小时,自然冷却到室温;
(6)烧结
将步骤(5)中排胶以后的圆柱状坯件以10 ℃/分钟的升温速率升温至1000 ℃,再以3 ℃/分钟的升温速率升温至1340~1400 ℃,恒温烧结4~7小时,然后以2 ℃/分钟的降温速率降至室温;
(7)抛光
将步骤(6)烧结后的陶瓷选取其中一个样品表面用320目的砂纸打磨,然后用800目的砂纸打磨,最后用1500目的砂纸和金刚砂抛光至0.4~0.6 mm厚,用酒精擦拭干净;
(8)烧银
在步骤(7)抛光后的陶瓷上下表面分别涂覆厚度为0.01~0.03mm的银浆,置于电阻炉中840 ℃保温30 分钟,自然冷却至常温,制备成钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:所述x的取值为0.15。
3.根据权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:在步骤(1)中,所述NaCl与KCl的总质量占原料混合物质量的40%~50%。
4.根据权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:在步骤(2)中,1100 ℃保温4小时进行预烧。
5.根据权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:在步骤(6)中,以3 ℃/分钟的升温速率升温至1360 ℃,恒温烧结6小时。