The invention discloses a lead-free piezoelectric ceramic material with giant piezoelectric response and a preparation method thereof. The material composition is Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01O3+0.05wt%Co+0.05wt%Cu. Among them, Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87 Sn0.12Cr0.01O3 was prepared by solid-state synthesis, and Co and Cu were coated on the surface by precipitation, respectively. The special gradient structure was produced by sintering technology, and the giant piezoelectric effect was produced. These properties are superior to all reported lead-free piezoelectric ceramics. The product has excellent piezoelectric properties, quasi-static piezoelectric constant d33 = 1820pC/N, piezoelectric strain constant.
【技术实现步骤摘要】
一种具有巨压电响应的无铅压电陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及无铅压电陶瓷材料,具体是一种具有巨压电响应的无铅压电陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
压电材料是一种智能材料,能够实现机械信号与电信号的转换,以及产生电驱动的声波发射和功率输出,广泛应用于制备换能器、微位移器、传感器、谐振器及滤波器等一系列电子元件,是一种不可或缺的高技术新材料之一。传统压电陶瓷主要是以含铅的锆钛酸铅(PZT)系材料为主,其主要成分是氧化铅(60~70%以上)。氧化铅是一种易挥发的有毒物质,在生产、使用及废弃后的处理过程中,都会给人类和生态环境造成损害。PbO的挥发也会造成陶瓷中的化学计量比的偏离,使产品的一致性和重复性降低,需要密封烧结,使成本提高。随着环境保护意识的增强,寻找可替代传统铅基陶瓷材料的高性能无铅压电陶瓷成为紧迫的市场需求。目前开发的无铅压电陶瓷中钛酸钡(BT)基及铌酸钠钾基陶瓷[(K,Na)NbO3,KNN],由于其较高的压电系数,显现出它巨大的应用潜力。通过调节陶瓷组分来构筑相界,被广泛应用来提高陶瓷的压电系数,但无铅压电陶瓷压电系数止步于600~700pC/N,很难再进一步提高。因而,通过原料组成和工艺结合,从而提高压电陶瓷的性能显得非常有必要,这也为无铅压电陶瓷的应用开辟了一条新路。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种ABO3型钙钛矿结构,具有巨压电响应的钛酸钡(BT)基无铅压电陶瓷材料及其制备方法,该陶瓷材料具有环境友好、稳定性好、压电常数可达d33=1820pC/N,压电应变常数为=2032pm/V。本专利技术一种具有巨压电响应的钛酸钡(BT)基无铅压 ...
【技术保护点】
1.一种具有巨压电响应的无铅压电陶瓷材料,其特征在于:该陶瓷材料组成为:Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01O3+0.05wt%Co+0.05wt%Cu。
【技术特征摘要】
1.一种具有巨压电响应的无铅压电陶瓷材料,其特征在于:该陶瓷材料组成为:Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01O3+0.05wt%Co+0.05wt%Cu。2.根据权利要求1所述的无铅压电陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)配料、混合均匀;按照Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01O3的化学计量分别称取分析纯原料CaCO3、BaCO3、SrCO3、Cr2O3、SnO2和TiO2,装入球磨罐中,以氧化锆为磨球、无水乙醇为球磨介质,充分混合球磨24小时,分离磨球,将原料在60℃烘干;(2)预烧将烘干后的粉料压制成大块坯体,放入高铝坩埚中加盖,于1200℃保温2小时合成固溶体;(3)Co包覆粉体将步骤(2)预合成的Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01O3在玛瑙研钵中研磨1小时,放入烧杯中,按照Ba0.975Sr0.005Ca0.02Ti0.87Sn0.12Cr0.01...
【专利技术属性】
技术研发人员:周昌荣,曾卫东,许积文,黎清宁,杨玲,袁昌来,陈国华,饶光辉,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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