纳米压电陶瓷材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107500751A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710654415.4(22)申请日2017.08.03(71)申请人无锡南理工科技发展有限公司地址214192江苏省无锡市锡山经济开发区芙蓉中三路99号(72)发明人刘玉洁(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人胡定华(51)Int.Cl.C04B35/468(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称纳米压电陶瓷材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种纳米压电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按成分配比称重原材料；(2)混合研磨：原材料放入球磨机中进行研磨；(3)预烧：将研磨后的粉末放入马弗炉中进行烧制，马弗炉的温度在1000-1500度，烧制12-24h；(4)二次细磨：烧制后的粉末再次放入球磨机进行研磨，以无水乙醇为介质；(5)造粒：经二次研磨后的粉末加入粘合剂，进行造粒；(6)压制成型；(7)排塑：陶瓷坯放入马弗炉中加热排塑，排塑温度为600-700度，排塑时间为2-4h；(8)烧结成型：经过排塑后的陶瓷坯放入通有氮气的马弗炉中进行烧结，烧结时间为5-10h，烧结温度为1000-1600度，得到纳米压电陶瓷材料。CN107500751ACN107500751A权利要求书1/1页1.一种纳米压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)前期准备：按成分配比称重原材料，并除去配料中的颗粒杂质，待用；(2)混合研磨：将步骤(1)中准备的原材料放入球磨机中进行研磨，使粉体混合均匀，粒径在100-500nm；(3)预烧：将步骤(2)中研磨后的粉末放入马弗炉中进行烧制，马弗炉的温度在1000-1500度，烧制12-24h；(4)二次细磨：将步骤(3)中的烧制后的粉末再次放入球磨机进行研磨，以无水乙醇为介质，使粉体的粒径在50-100nm；(5)造粒：将步骤(4)中经二次研磨后的粉末加入粘合剂，每100g加入3g粘合剂，进行造粒；(6)压制成型：在压力为220-300MPa时对坯料进行陶瓷坯成型；(7)排塑：将步骤(6)的陶瓷坯放入马弗炉中加热排塑，排塑温度为600-700度，排塑时间为2-4h；(8)烧结成型：将步骤(7)中经过排塑后的陶瓷坯放入通有氮气的马弗炉中进行烧结，烧结时间为5-10h，烧结温度为1000-1600度，得到纳米压电陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的纳米压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的粘合剂为质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。3.根据权利要求2所述的纳米压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述球磨机为行星式球磨机。4.根据权利要求3所述的纳米压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的组份质量配比为：钛酸钡60-70份，氧化铝10-20份，纳米氧化镁2-7份，三氧化二锑3-6份，二氧化锆1-10份，聚碳硅烷1-6份，氟化钠1-5份、氟硅酸钠1-6份、氧化铈1-5份、废玻璃1-5份、碳化硅1-5份。2CN107500751A说明书1/4页纳米压电陶瓷材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及化工材料技术领域，尤其涉及一种纳米压电陶瓷材料的制备方法。背景技术[0002]压电陶瓷能够实现机械能与电能之间的相互转换，利用压电陶瓷制成的机电设备：如传感器、换能器等已经被广泛应用在了军事、国防、医疗以及人类生产生活的各个领域。PZT基压电陶瓷自从发现以来由于其优异的电学性能是应用最广泛一类陶瓷材料。目前，在功率型超声换能器中使用的主要是硬性掺杂的PZT基陶瓷，这类陶瓷压电应变常数d33偏低仅有230-330pC/N，严重影响了电能与机械能之间的转换效率，另外该类材料的温度稳定性差，导致换能器不适合在高温环境下使用并且使用寿命短，无法满足功率超声对器件的要求，最终影响了功率超声领域的发展。[0003]因此，为了解决压电陶瓷性能低、温度稳定性差、使用寿命短等问题，有必要开发一种制备纳米压电陶瓷材料的方法，使获得的纳米压电材料具有良好的高压电性能高温度稳定性。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种高压电性能高温度稳定性的纳米压电陶瓷材料。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该纳米压电陶瓷材料，组成重量配比：钛酸钡60-70份，氧化铝10-20份，纳米氧化镁2-7份，三氧化二锑3-6份，二氧化锆1-10份，聚碳硅烷1-6份，氟化钠1-5份、氟硅酸钠1-6份、氧化铈1-5份、废玻璃1-5份、碳化硅1-5份。[0006]可选地，钛酸钡62份，氧化铝13份，纳米氧化镁3份，三氧化二锑4份，二氧化锆5份，聚碳硅烷1份，氟化