离子掺杂的钛酸铋钠－钛酸钡体系压电陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种掺杂钛酸铋钠－钛酸钡体系压电陶瓷及其制备方法，属于功能陶瓷领域。本发明专利技术选择０．９４（Ｂｉ１／２Ｎａ１／２）ＴｉＯ＃－［３］－０．０６ＢａＴｉＯ＃－［３］体系压电陶瓷为基体，掺入０．５％－１．５％摩尔比的Ｃｏ＃＋［３＋］，控制预合成温度为８００－１２００℃，保温时间为１－４小时，烧结温度为１１５０－１３００℃，保温时间为１－４小时。得到的新型压电陶瓷材料。其压电常数ｄ＃－［３３］提高到１３９ｐＣ／Ｎ，厚度机电耦合系数ｋ＃－［ｔ］提高至０．４６，同时将材料的介电损耗控制在０．０２。该无铅压电陶瓷材料可用于工业探伤、测厚、医用超声诊断等多种领域。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对(Na1/2Bi1/2)TiO3-BaTiO3体系压电材料的掺杂，属于功能陶瓷领域。近年来，随着环境保护和人类社会可持续发展的需求，研发新型环境友好的铁电压电陶瓷已成为世界发达国家致力研发的热点材料之一。但是，限于无铅压电陶瓷材料本身性质等原因，提高其压电性能相对于含铅材料而言困难得多，目前有报道的无铅压电陶瓷中罕有压电常数d33值能达到100pC/N以上的体系。钛酸铋钠(Bi1/2Na1/2)TiO3，简称BNT)是一种A位复合钙钛矿型的无铅环保型压电陶瓷材料。纯的钛酸铋钠单晶具有很大的剩余极化(Pr＝38μC/cm2)和很高的矫顽场(Ec＝7.3kV/mm)，极化非常困难，通过复相、置换、改性可降低其矫顽场，使之利于极化以提高压电性能。目前国际上已有研究的BNT体系主要有钛酸铋钠-钛酸钡、SrTiO3、(SraPbbCac)TiO3、La2(TiO3)3、BaTiO3等固溶体陶瓷。在这些体系中，(1-x)(Bi1/2Na1/2)TiO3-xBaTiO3具有相对较为出色的压电性能。此外，以往对压电陶瓷的研究表明，在准同型相界区，材料的结构比较松弛，两相具有相近本文档来自技高网...

【技术保护点】
离子掺杂的钛酸铋钠－钛酸钡体系压电陶瓷，其特征在于以０．９４（Ｂｉ↓［１／２］Ｎａ↓［１／２］）ＴｉＯ↓［３］－０．０６ＢａＴｉＯ↓［３］体系压电陶瓷为基体，掺杂Ｃｏ↑［３＋］，掺杂量为基体的０．５％－１．５％摩尔比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.离子掺杂的钛酸铋钠-钛酸钡体系压电陶瓷，其特征在于以0.94(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.06BaTiO3体系压电陶瓷为基体，掺杂Co3+，掺杂量为基体的0.5％-1.5％摩尔比。2.按权利要求1所述的离子掺杂的钛酸铋钠-钛酸钡体系压电陶瓷，其特征在于Co3+的掺杂量为基体1％摩尔比。3.一种制备离子掺杂的钛酸铋钠-钛酸钡体系压电陶瓷的方法，包括配料、混料、压块、预合成、成形、排塑、烧结，其特征在于(1)按分子式0.94(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.06BaTiO3分子式配取基本原料，按Co3+离子摩尔比占基本原料0.5％-1.5％配取掺杂料；(2)预合成温度为800-1200℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎辉东，冯楚德，
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]