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专利号: 2019105822749
申请人: 桂林电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-04-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁酸铋-钛酸钡-锌钛酸铋-铝酸铋高温无铅压电陶瓷,其特征是:组成通式为xBiFeO3-yBaTiO3-zBi(Ti0.5Zn0.5)O3-tBiAlO3+mP+nMnCO3+2.5%Bi2O3,其中x、y、z、t、m、n表示摩尔分数,P为Ba(W0.5Cu0.5)O3、CuO、Li2CO3中的一种或两种烧结助剂的组合,且0.6≤x≤

0.8,0.15≤y≤0.3,0.05≤z≤0.15,0

2.权利要求书1所述的铁酸铋-钛酸钡-锌钛酸铋-铝酸铋高温无铅压电陶瓷的制备方法,其特征是:利用BaTiO3的钙钛矿结构作为相结构“诱导剂”,以及添加烧结助剂,采用分步合成法,分别合成BaTiO3-aBi(Ti0.5Zn0.5)O3+cP以及BaTiO3-bBiAlO3+dP,再将其与Bi2O3、Fe2O3混合煅烧合成xBiFeO3-yBaTiO3-zBi(Ti0.5Zn0.5)O3-tBiAlO3+mP+nMnCO3+2.5%Bi2O3预烧粉末,制备方法包括如下步骤:

(1)以分析纯TiO2、BaCO3为原料,按照BaTiO3的比例进行配料,将混合粉末以无水乙醇为介质球磨24小时,100℃/12小时在烘箱中烘干、过筛,放入高铝坩埚中压实加盖,再放入马弗炉中980℃保温6小时合成,并降温冷却至200℃以下后取出备用;

(2)将步骤(1)合成的BaTiO3与分析纯Bi2O3、TiO2、ZnO、Li2CO3、W2O3、CuO为原料,按照BaTiO3-aBi(Ti0.5Zn0.5)O3+cP的比例进行配料,其中P为烧结助剂Ba(W0.5Cu0.5)O3、Li2CO3、CuO中的一种或两种烧结助剂的组合,且0

(3)将步骤(1)合成的BaTiO3与分析纯Bi2O3、Al2O3、Li2CO3、W2O3、CuO为原料,按照BaTiO3-bBiAlO3+dP的比例进行配料,其中P为烧结助剂Ba(W0.5Cu0.5)O3、Li2CO3、CuO中的一种或两种烧结助剂的组合,且0

100℃/12小时在烘箱中烘干、过筛,放入高铝坩埚中压实加盖,再放入马弗炉中800℃-850℃保温4小时合成,并降温冷却至200℃以下后取出备用;

(4)将Bi2O3、Fe2O3与步骤(2)合成的BaTiO3-aBi(Ti0.5Zn0.5)O3+cP以及步骤(3)合成的BaTiO3-bBiAlO3+dP按照xBiFeO3-yBaTiO3-z Bi(Ti0.5Zn0.5)O3-tBiAlO3+mP+nMnCO3+

0.025Bi2O3进行配料,且0.6≤x≤0.8,0.15≤y≤0.3,0.05≤z≤0.15,0

0.1,0

(5)将步骤(4)合成的煅烧粉末以无水乙醇为介质进行二次球磨24小时,取出干燥,过筛;

(6)将过筛后的粉末加入质量百分比浓度为的5%PVA溶液造粒,在钢模中于100MPa下压制成型,模具内直径为1cm;

(7)成型的素片放入马弗炉中以60℃/h的升温速率缓慢升温至600℃,保温24小时排胶;然后以20℃/min的升温速率快速升温到960-1000℃,保温120分钟后随炉冷却至室温;

(8)将烧结样品抛光成两面光滑、厚度1mm的薄片,披银电极,650℃/30分钟烧银后备用;

(9)将披银电极后的压电陶瓷片在硅油中极化,极化电场6000V/mm,极化温度150℃,时间30分钟,保持电场冷却至室温。