一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法，首先制备陶瓷超细粉体；采用两种片状微晶模板与粉体、有机溶剂和助剂混合均匀，经过球磨制浆、流延、叠压、温等静压、切割、排胶、冷等静压、烧结，得到双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷。所述两种片状微晶模板，第一种为Bi

【技术实现步骤摘要】
一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法


[0001]本专利技术涉及功能陶瓷材料
，尤其涉及一种双模板织构的大应变无 铅压电织构化陶瓷的制备方法。

技术介绍

[0002]压电材料可以实现机械能和电能之间的转换，被广泛运用在驱动器、换能 器、传感器等领域。
[0003]目前，在大规模生产和使用的压电陶瓷主要以锆钛酸铅PZT体系为主。虽然 PZT基陶瓷综合性能优异，但是铅元素的环境不相容问题自21世纪初以来越来越 受到人们的关注。与此同时，欧盟的RoHS的相关立法也加速了环境友好型的高 性能无铅压电陶瓷的研究开发。
[0004]钛酸铋钠(BNT)基无铅陶瓷具有较高的居里温度(320℃)、较大的剩余 极化强度(38μC/cm2)，并且可以产生大电致应变，被认为是最能够替代铅基 的无铅陶瓷体系之一。但是，纯的BNT陶瓷有着压电性能较小、合成温区先对 较窄、元素易挥发等不足。为了解决这些问题、提高压电性能，人们在BNT中 引入其他钙钛矿结构的物质形成固溶体，以此形成准同型相界(MPB)。最有 代表性的既有BNT
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将陶瓷基料以乙醇为介质，经一次球磨、干燥、预烧、二次球磨、干燥后，获得陶瓷超细粉体，所述陶瓷基料选自(1
‑
X)Bi
0.5
Na
0.5
TiO3‑
XSrTiO3、(1
‑
Y
‑
Z)Bi
0.5
Na
0.5
TiO3‑
YBaTiO3‑
ZFeNbO3、(1
‑
Y
‑
Z)Bi
0.5
Na
0.5
TiO3‑
YBaTiO3‑
ZAgNbO3中的一种，其中0≤X≤0.4，0.05≤Y≤0.07，0≤Z≤0.05；(2)流延浆料的制备：将陶瓷超细粉体与乙醇
‑
二甲苯的混合液置于球磨罐，以锆球为磨球，球磨12h
‑
36h，球磨速率设定为180
‑
300r/min；然后向球磨罐中加入分散剂与除泡剂，球磨12h
‑
36h，球磨速率设定为180
‑
250r/min；之后再向球磨罐里加入粘结剂和增塑剂，球磨12h
‑
36h，球磨速率设定为180
‑
250r/min，得到基体浆料；将称量好的双片状微晶模板加入基体浆料中，球磨15
‑
60min，球磨速率设定为90
‑
150r/min，得到流延浆料；所述双片状微晶模板包括两种片状微晶模板，一种片状微晶模板为Bi
0.5
Na
0.5
TiO3或Bi
0.5
Na
0.5
TiO3‑
0.7BaTiO3，另一种片状微晶模板为NbNaO3、SrTiO3或BaTiO3；(3)将流延浆料经80
‑
150目纱网过滤，真空除泡后，在流延机上进行流延成型，流延速度为0.8cm/s
‑
3cm/s，流延膜厚度为60
‑
400μm，得到生瓷膜片；(4)对生瓷膜片进行叠压，叠压压力为30MPa，上压台的温度为30℃，下压台为35℃；(5)对生瓷膜片进行温等静压，静压时间为0.5
‑
1.5h，温度为60
‑
90℃，压力为20
‑
60MPa，然后用切割机进行切割，得到陶瓷材料生坯；(6)将陶瓷材料生坯经排胶、冷等静压工序后进行烧结，得到双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷。2.根据权利要求1所述的双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中球磨时间为12h
‑
36h，预烧温度为750
‑
900℃，球磨时间为12h
‑
36h。3.根据权利要求1所述的双模板织构的大应变无铅压电织构化陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中陶瓷超细粉体：乙醇
‑
二甲苯：分散剂：除泡剂：粘结剂：增塑剂：双片状微晶模板的质量比是1：(0.6
‑
1.2)：(0.001
‑
0.005)：(0.001
‑
0.005)：(0.005
‑
0.1)：(0.006
‑
0.06)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海波，刘凯，谭划，马伟刚，高华昀，吴天琼，周鑫翊，
申请(专利权)人：广东华中科技大学工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：