本发明专利技术公开了一种锆钛酸铅热释电陶瓷材料及其制备方法，该材料的组成通式为：(Pb1+δ)(Fe1/2Nb1/2)y(ZrxTi1-x)1-yO3+wA+vB，简称为PFN-PZT陶瓷材料，其中，A为多价态阳离子如Mn、B为单价态阳离子如Si或Al，δ为0～0.05、x为0.80～0.95、y为0.15～0.30、w为0～0.1、v为0～0.1。本发明专利技术的PFN-PZT陶瓷材料是以传统固相法制备粉末、等静压成型工艺以及在氧气气氛下热压烧结制备得到，该PFN-PZT陶瓷材料具有较高的热释电系数，适中的介电常数和较低的介电损耗，材料的电阻率1011～1013Ωcm范围内可调，陶瓷致密度已达到理论密度99%以上，能应用电压模式的红外探测领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，该材料的组成通式为：(Pb1+δ)(Fe1/2Nb1/2)y(ZrxTi1-x)1-yO3+wA+vB，简称为PFN-PZT陶瓷材料，其中，A为多价态阳离子如Mn、B为单价态阳离子如Si或Al，δ为0～0.05、x为0.80～0.95、y为0.15～0.30、w为0～0.1、v为0～0.1。本专利技术的PFN-PZT陶瓷材料是以传统固相法制备粉末、等静压成型工艺以及在氧气气氛下热压烧结制备得到，该PFN-PZT陶瓷材料具有较高的热释电系数，适中的介电常数和较低的介电损耗，材料的电阻率1011～1013Ωcm范围内可调，陶瓷致密度已达到理论密度99%以上，能应用电压模式的红外探测领域。【专利说明】
本专利技术属于信息功能陶瓷材料
，具体涉及一种。
技术介绍
非制冷红外焦平面探测器是各国近30年来争相研究的热点。在制作非制冷红外焦平面探测器时，热释电型敏感元材料的种类非常繁多，从工作模式上可以分为两大类:工作于居里温度(Tc)以下的本征热释电材料和工作在居里温度(Tc)附近的介电热辐射测量计材料。本征热释电材料由于远离居里温度，且利用本身材料自发极化，探测器无需偏置电场和恒温器，所以器件结构简单，制作方便，成本降低。在评价红外焦平面器中，探测率优值因子Fd是非常重要的参数，而Fd与陶瓷材料的热释电系数、介电常数及介电损耗密切相关，如式(I )所示。从式中可以看出，热释电系数越高、介电常数和介电损耗越低，Fd值就越高，红外焦平面器的性能越好。 【权利要求】1.一种锆钛酸铅热释电陶瓷材料，其特征在于:该材料的组成通式为: (Pb1+s) (Fe1/2Nb1/2) y (ZrxTi1J 卜y03+wA+vB, 其中，A为多价态阳离子、B为单价态阳离子，8 为 O ~0.05、x 为 0.80 ~0.95、y 为 0.15 ~0.30、w 为 0 ~0.1、v 为 0 ~0.1。2.根据权利要求1所述的热释电陶瓷材料，其特征在于:A为Mn;B为Si和/或Al。3.根据权利要求1所述的热释电陶瓷材料，其特征在于:S为0.001~0.01、X为0.83 ~0.90、y 为 0.15 ~0.20、w 为 0.001 ~0.05 优选为 0.005 ~0.05、v 为 0.001 ~0.01 优选为 0.003 ~0.005。4.一种制备权利要求1所述的锆钛酸铅热释电陶瓷材料的方法，其特征在于该方法包括如下步骤: a)首先按照组成通式(Pb1+S)(Fe1/2Nb1/2) JZrxTih) hOjwA+vB，其中，A为多价态阳离子、B为单价态阳离子，S为0~0.05,X为0.80~0.95、y为0.15~0.30,w为0~0.1、V为0~0.1，称取化学计量比的Pb304、ZrO2, TiO2, Fe203、Nb2O5、多价态阳离子碳酸盐和单价态阳离子氧化物原料粉体；用湿法球磨工艺将原料粉体球磨20~28h，其中，原料粉体:球:水的重量比为1: (1.3~1.8): (0.4~1.0);烘干后压块，然后以2~4°C /min的速率升温至700~900°C，于大气下合成I~3小时，得到陶瓷粉体； b)将陶瓷粉体粉碎、过筛；再用湿法球磨工艺球磨20~28h，其中，陶瓷粉体:球:水的重量比为1: (1.6~2.0): (0.5~0.7);烘干后，加入陶瓷粉体重量5~8wt.%的浓度为3~9at%的粘结剂溶液；经造粒、陈化22~26h并过筛，压制成型；升温至750~850°C排塑，制得陶瓷胚体； c)将陶瓷坯体进行热压烧结，烧结的工艺条件为:以I~4°C/min的速率升温至800~900°C时开始通氧气，氧气流量为I~3L/min，并保温0.5~1.5小时；然后以1.5~3°C /min的速率升温，并同时以0.05~0.15MPa/min的速率加压，升温至1100~1300°C时且压强至10~40MPa，保温保压I~5小时；之后以1.5~3°C /min的速率降温，并同时以0.05~0.15MPa/min速率卸压，当降温至800~900°C且压强至环境大气压时，再以2~40C /min速率降温至400°C，最后自然冷却室温，就得到高致密的PFN-PZT陶瓷材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的压制成型是指先预压再于0.5~1.0MPa下等静压压制成型。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述的粘结剂溶液为PVA粘结剂溶液。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤c)中，所述的热压烧结是将陶瓷坯体置于耐高温耐高压的SIC坩埚中，并用耐高温且不与陶瓷坯体反应的粉料覆盖后，放入高温热压炉中进行热压烧结。【文档编号】C04B35/493GK103739286SQ201310723428【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日 【专利技术者】姚春华, 郭少波, 董显林, 曹菲, 陈建和 申请人:中国科学院上海硅酸盐研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锆钛酸铅热释电陶瓷材料，其特征在于：该材料的组成通式为：(Pb1+δ)(Fe1/2Nb1/2)y(ZrxTi1?x)1?yO3+wA+vB，其中，A为多价态阳离子、B为单价态阳离子，δ为0～0.05、x为0.80～0.95、y为0.15～0.30、w为0～0.1、v为0～0.1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚春华，郭少波，董显林，曹菲，陈建和，
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：
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