The invention discloses a barium strontium titanate doped calcium barium zirconate titanate based lead-free piezoelectric ceramic material and its preparation method, formula of the ceramic materials for (1 x) (Ba0.85Ca0.15) (Zr0.1Ti0.9) O3 x (Ba0.3Sr0.7) TiO3, in which X (Ba0.3Sr0.7) Moore said the number of TiO3, x the value is 0.05 ~ 0.20. The invention adopts molten salt method, through mixing, milling, sintering, leaching, granulating, pressing, sintering, polishing and silver burning process, preparation of dielectric performance, good ferroelectric properties and piezoelectric properties, high energy and high doped barium strontium titanate, high purity and strong practicability easy to produce the calcium barium zirconate titanate based lead-free piezoelectric ceramic materials, simple preparation method, good repeatability, high rate of finished products.
【技术实现步骤摘要】
一种钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料及其制备方法
本专利技术属于陶瓷材料
,具体涉及一种钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,以及该陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
压电陶瓷是一种可实现电能和机械能之间相互转化的高技术功能材料,在储能、通信、电子、军事和信息等领域已经得到广泛应用。锆钛酸铅(PZT)基压电陶瓷由于在准同型相界处具有优异的电学性能,过去一直被广泛使用。但是材料中高含量的氧化铅是一种有毒有害且在高温下易挥发的物质,在PZT基陶瓷的高温烧结过程中,大量铅的挥发势必造成环境的污染,直接危害人类的健康。近年来,随着人们环保意识的增强以及对无铅压电材料迫切的需求,无铅压电陶瓷的研究已成为一种迫切的研究热点。锆钛酸钡钙基材料由于具有良好的压电性能在无铅压电陶瓷领域引起了人们的广泛关注。2009年,西安交通大学任小兵课题组用固相法制备出(1-x)Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-x(Ba0.7Ca0.3)TiO3无铅压电陶瓷,并采用组分变化和相图详细论证了准同型相界(MPB)对性能的影响。目前,锆钛酸钡钙材料的研究主要集中在探讨相结构、微观结构和电性能之间的的关系以及高压电性起源等方面,但是锆钛酸钡钙材料烧结温度高(1450~1500℃)一直是一个问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种介电性能优越、铁电性能良好、压电性能较高、储能性较好以及实用性强、重复性好、纯度高、易于生产的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙陶瓷材料,并提供一种该陶瓷材料的制备方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是:该陶瓷材料的通式为(1-x)(Ba0.8 ...
【技术保护点】
一种钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:该陶瓷材料的通式为(1‑x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3‑x(Ba0.3Sr0.7)TiO3,式中x表示(Ba0.3Sr0.7)TiO3的摩尔数,x的取值为0.05~0.20。
【技术特征摘要】
1.一种钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:该陶瓷材料的通式为(1-x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3-x(Ba0.3Sr0.7)TiO3,式中x表示(Ba0.3Sr0.7)TiO3的摩尔数,x的取值为0.05~0.20。2.根据权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料,其特征在于:所述x的取值为0.15。3.一种权利要求1所述的钛酸锶钡掺杂的锆钛酸钡钙基无铅压电陶瓷材料的制备方法,其特征在于它由下述步骤组成:(1)配料按照(1-x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3-x(Ba0.3Sr0.7)TiO3的化学计量,称取原料BaCO3、CaCO3、ZrO2、TiO2和SrCO3,并向原料中加入NaCl与KCl摩尔比为1:1的熔盐,混合均匀,得到原料混合物,其中NaCl与KCl的总质量占原料混合物质量的20%~60%;将原料混合物装入尼龙罐中,以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质,充分混合球磨12~16小时,出料,在80~100℃下干燥12~24小时,用研钵研磨;(2)预烧将步骤(1)研磨后的原料混合物置于氧化铝坩埚内,用玛瑙棒轻轻压实,加盖,在1000~1150℃保温3~5小时进行预烧,预烧完后自然冷却至室温,用研钵研磨,过160目筛得到预烧粉;(3)洗盐向预烧粉中加入沸腾的去离子水,搅拌、静置、沉淀、倒掉上清液;重复该过程,直至上清液中加入AgNO3水溶液后不出现白色沉淀为止,然后抽滤,滤饼在80~100℃干燥后,用研钵研磨,过160目筛;(4)造...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨祖培,陈晓芳,晁小练,
申请(专利权)人:陕西师范大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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