一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷及其方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115872739A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211547873.5(22)申请日2022.12.05(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市湖东路59号(72)发明人季益龙刘秉林吕辉鸿(74)专利代理机构安徽知问律师事务所34134专利代理师刘丽芳(51)Int.Cl.C04B35/491(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B41/88(2006.01)H10N30/853(2023.01)H10N30/045(2023.01)H10N30/093(2023.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷及其方法(57)摘要本发明公开了一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷及其方法，属于二次资源高附加值利用技术领域。该产品的制备方法是将高钛渣与二氧化锆、氧化铅至于玛瑙研磨罐内研磨混合均匀后进行焙烧，通过对高钛渣进行矿物相重构，将游离的TiO2富集于PZT相中，实现“Ti”从含钛的铁镁尖晶石及透辉石中的弥散分布到压电功能相的赋存，将经过第一次焙烧的样品进行压片后再次焙烧，通过后续的被银、烧银、极化操作后即可得到PZT压电陶瓷材料。本发明方法所制备的PZT压电陶瓷在10kV/cm的电压下极化后，压电常数d33可达到131pC/N。实现了低成本的制备条件，短流程的制备方法，对高钛渣的回收再利具有深远意义。CN115872739ACN115872739A权利要求书1/1页1.一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷，其特征在于：PZT压电陶瓷压电常数为120～131pC/N。2.根据权利要求1所述的一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷，其特征在于：PZT压电陶瓷中Pb、Zr和Ti三者之间质量占比为1:0.52:0.48。3.一种权利要求1或2所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：步骤为：将高钛渣粉末、锆氧化物和铅氧化物充分混合，并在低于1200℃的温度下进行第一次焙烧，球磨，并将球磨后的样品压片后在高于1000℃的温度下进行第二次焙烧，而后将烧结的样品被银、烧银、极化。4.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：所述高钛渣粉末的粒径为50～74μm。5.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：第一次焙烧的温度为700～900℃，并保温1～3h。6.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：将球磨后的样品压片至厚度为0.3mm～0.8mm。7.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：使用行星球磨机球磨，且球磨的时间为6～12h。8.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：第二次焙烧的温度为1000～1150℃，并保温1～3h。9.根据权利要求3所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：烧银温度为600～700℃，保温时间为30‑90min；极化时，施加10～150kV/cm的电压进行极化，极化时长为10‑30min。10.根据权利要求3～9任意一项所述的利用高钛渣制备PZT压电陶瓷的方法，其特征在于：所述锆氧化物为ZrO2，所述铅氧化物为PbO。2CN115872739A说明书1/6页一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷及其方法技术领域[0001]本发明属于二次资源高附加值利用技术领域，具体涉及一种利用高钛渣制备的PZT压电陶瓷以及制备方法。背景技术[0002]我国四川省的攀枝花市，蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿，在已探明的储量中，攀西地区钛资源的储量达8.7亿吨(以二氧化钛计)占全国的90.5％，占世界的35％。现攀枝花市钒钛磁铁矿年开采能力超过4000万吨，年产钛精矿200万吨，高钛渣12万吨。高钛渣是经过物理生产过程而形成的钛矿富集物俗称，即高钛渣是通过电容炉加热熔化钛精矿，使其中的二氧化钛和铁融化后分离而得到的二氧化钛高含量的富集物，高钛渣既不是副产物，也不是废料，而是生产四氯化钛、钛白粉和海绵产品的优质原料。因此，将高钛渣合理化运用，实现高钛渣的高附加值利用，开发出一种低成本的制备条件，短流程的制备方法，对高钛渣的回收再利具有深远意义。[0003]例如，中国专利申请号为202110998839.9，申请公开日为2021年8月28日的专利申请文件公开了一种高钛渣基草酸盐水泥及其应用。该专利的水泥组成物及重量份为高钛渣100份、酸性成分10‑25份、缓凝剂1‑2份、水15‑30份；使用时将水泥与水搅拌混合，具有凝结速度快，早期强度高，凝结时间可控等优点。利用高钛渣作为原料来制备水泥，实现了低成本的高效资源化