一种高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料及其制备方法技术

一种在高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料及其制备方法，属压电陶瓷领域。铋层状结构型压电陶瓷材料的化学通式为：Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［２］↑［２＋］（Ａ↓［ｍ－１］Ｂ↓［ｍ］Ｏ↓［３ｍ＋１］）↑［２］；其中ＣａＢｉ↓［４］Ｔｉ↓［４］Ｏ↓［１５］相应的化学式为：（Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［２］）↑［２＋］（ＣａＢｉ↓［２］Ｔｉ↓［４］Ｏ↓［１３］）↑［２＋］，Ａ位为Ｃａ↑［２＋］、Ｂｉ↑［３＋］离子，Ｂ位为Ｔｉ↑［４＋］离子，ｍ＝４。本发明专利技术的压电陶瓷材料采用传统固相反应法进行制备，可获得各种形状的压电陶瓷元件；材料的主要性能为：ε↓［３３］↑［Ｔ］／ε↓［０］＝１３０，ｔａｎδ＝０．１０％，Ｔ↓［ｃ］＝７８２℃，ｄ↓［３３］＝１９ｐＣ／Ｎ，ρ↓［ｖ（４８０℃）］＝１×１０↑［９］Ω.ｃｍ，且能在室温至４８０℃范围内反复使用。利用这类陶瓷元件组装成的各种压电传感器，可在高温条件下的测量、探测与自动控制等方面获得广泛应用。

Bismuth layered structure piezoelectric ceramic material stably used at high temperature and preparation method thereof

The invention relates to a bismuth layered structure piezoelectric ceramic material stably used at high temperature and a preparation method thereof, belonging to the field of piezoelectric ceramics. The chemical formula of bismuth layer structure piezoelectric ceramic materials: Bi: 2 O: 2 = 2 + (A: M: B - 1: m O: 3M + 1) = 2; the chemical formula CaBi down 4: Ti 4 O: 15 corresponding: (Bi: 2 O: 2) = 2 + O (CaBi: 2 Ti: 4 O: 13) = 2 +, A 2 + Ca = Bi =, 3: B + ion, Ti = 4, M = 4 + ion. The piezoelectric ceramic material of the invention adopts the traditional solid-state reaction method of preparation, can obtain various shapes of piezoelectric ceramic components; the main properties of materials: 33 = epsilon: T / epsilon: 0 = 130, Tan 8 = 0.10%, T: C = 782 C D: 33 = 19pC / N, P: V (480 C): = 1 * 10 = 9 Omega.Cm, and can be used repeatedly in room temperature to 480 DEG C. All kinds of piezoelectric sensors assembled with these ceramic elements have been widely used in high temperature measurement, detection and automatic control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属压电陶瓷领域。
技术介绍
对振动量的检测，几乎涉及到每个工程领域。要检测振动就必需测振传感器，压电加速度计是其中应用最广、品种最多的传感器之一。在火电发电机组、冶金轧钢机和钢板碾压机、航空发动机、舰船高速柴油机和其它大型运转设备等重要设备的振动检测中，都离不开高温压电加速度计。其中使用量最多的是300℃～500℃的高温压电加速度计，其中航空系统需要的是480℃高温压电加速度计。但在国内，目前尚无性能优良、使用温度高于300℃的高温压电传感器产品。即使国外也只有美国Endevco公司、丹麦B&K公司和瑞士Kistler公司等极少数厂家能生产这类器件，因此价格十分昂贵，以致我国每年不得不花费大量的外汇从国外进口高温压电加速度计，用于少数关键设备的状态检测和监控，而且这些公司经常对我国实行严格的产品禁运和技术保密。 高温压电陶瓷材料是高温压电加速度计的基础和核心元件。我国从70年代末就积极开展对高温压电加速度计的研究与开发，但因其中最为关键的核心元件-高温压电陶瓷材料的研究工作未取得实质性突破，从而限制了高温压电加速度计向400℃以上的技术平台发展。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料，其配方为Ｃａ↓［１－ｘ－ａ］（ＮａＢｉ）↓［ｘ／２］ＢｉＴｉ↓［４－ｙ－ｚ］Ｎｂ↓［ｙ］Ｗ↓［ｚ］Ｏ↓［１５］＋ｂｍｏｌ％ＣｅＯ↓［２］＋ｃｍｏｌ％Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］＋ｄｍｏｌ％ＣｏＯ，其中０．０≤ｘ≤０．８，０．０≤ｙ≤０．８，０．０≤ｚ≤０．８，０．０≤ａ≤０．２，０．０≤ｂ≤５，０．０≤ｃ≤２．０，０．０≤ｄ≤２．０。

【技术特征摘要】
1.一种高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料，其配方为Ca1-x-a(NaBi)x/2BiTi4-y-zNbyWzO15+bmol％CeO2+cmol％Sb2O3+dmol％CoO，其中0.0≤x≤0.8，0.0≤y≤ 0.8，0.0≤z≤0.8，0.0≤a≤0.2，0.0≤b≤5，0.0≤c≤2.0，0.0≤d≤2.0。2.按权利要求1所述的一种高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料，其特征在于对A位采用Na，Bi复合取代部分Ca2+。3.按权利要求1所述的一种高温下稳定使用的铋层状结构压电陶瓷材料，其特征在于减秒Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉臣，包绍明，周志勇，姚烈，董显林，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]