一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用制造技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术涉及一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用，所述陶瓷以五氧化二铌、无水碳酸钾、无水碳酸钠、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙、二氧化锆粉体为原料，制备化学组成0.93K

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用


[0001]本专利技术涉及铌酸钾钠基压电陶瓷研究
，具体为一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用。

技术介绍

[0002]铁电材料可将外部电能转变为应变，广泛用于机器或设备里的传感器、制动器、燃料注射器等，Pb(Zr,Ti)O3压电材料体系比具有优越的电致应变性能。但在陶瓷制备和使用过程中，大量氧化铅的挥发致使大脑和神经系统受到损伤。
[0003]近几年，KNN陶瓷由于高的居里温度和适中的电场致应变性能，引起人们极大兴趣。
[0004]纯KNN圧电陶瓷依靠其逆压电效应用于传感器，即给陶瓷施加电场可产生应变。目前主要是通过掺杂构建多相共存，改变晶粒、改变畴的大小、使畴壁易转向、提高陶瓷致密度等方法提高应变。其中构建相界降低极化各向异性能量，利于极化转向提高其应变性能。
[0005]现有技术，KNN铁电陶瓷具有O
‑
T两相共存时，在40kV/cm下，应变S％达到0.1
‑
0.2％，居里温度在250℃左右，决定陶瓷低于250℃使用才具有应变性能。
[0006]构建不同相界，具体研究成果简要如下：
[0007](1)构建O
‑
T相界
[0008]等采用普通烧结法制备(1
‑
x)(KNN
‑
LN)
‑
xCZ铁电陶瓷，当0.04＜x＜0.08 时，陶瓷处于O
‑
T两相共存区，当x＝0.04时，在50kV/cm电场下，应变达到 0.16％。
[0009]BaihuiLiu等制备(1
‑
x)KNNS
‑
xBNKZ陶瓷，随BNKZ含量的增加，陶瓷依次形成O相，O
‑
T相，T
‑
R相，假立方相。当x＝0.02时，陶瓷处于O
‑
T相界，40kV/cm 电场下单极应变达0.25％。
[0010](2)构建R
‑
T相界
[0011]等制备0.9625(K
0.48
Na
0.52
)(Nb
0.96
Sb
0.04
)O3‑
0.0375Bi
0.50
(Na
0.82
K
0.18
)
0.50
ZrO3陶瓷，处于R
‑
T相区，畴的形态小，畴和畴壁易转动。在40kV/cm电场下应变达到0.14％。
[0012]DaweiWang等制备(1
‑
x)(K1‑
y
Na
y
)NbO3‑
x(Bi
1/2
Na
1/2
)ZrO3陶瓷，随着BNZ 含量的增加，陶瓷结构从O相转变为R
‑
T相，最后为R相，当0.045≤BNZ≤0.05， 0.4≤Na≤0.7时，陶瓷处于R
‑
T共存区，40kV/cm电场下双极S＝0.168％。
[0013](3)构建R
‑
O
‑
T相界
[0014]等制备(1
‑
x
‑
y)K
0.5
Na
0.5
Nb
0.96
Sb
0.04
O3‑
xBaSnO3‑
yBi
0.5
Na
0.5
ZrO3陶瓷，BaSnO3被认为是一种R相掺杂剂，提高T
R
‑
O
温度，保持T
O
‑
T
和T
C
不变；BNZ提高 T
R
‑
O
温度，降低T
O
‑
T
，调节陶瓷相界。研究表明当y＝0.04，陶瓷处于R
‑
O
‑
T 相区，40kV/cm电场下单极应变达到0.274％。
[0015]以上结果表明构建相界可以增加陶瓷应变性能，但很难超过0.3％的应变。

技术实现思路

[0016]本专利技术的目的在于提供一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用，以解决上
述
技术介绍
中提出的问题。
[0017]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用，所述铌酸钾钠基压电陶瓷是以五氧化二铌、无水碳酸钾、无水碳酸钠、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙、二氧化锆，以这些粉体为原料生产出来的，制备化学组成是为 0.93K048Na0.52NbO3
‑
0.05SrTiO3
‑
0.02CaZrO3的陶瓷，
[0018]步骤如下，
[0019]第一步，原料预处理，将五氧化二铌、无水碳酸钾、无水碳酸钠、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙、二氧化锆粉末原料在120℃下的烘箱内烘干4～5h，选取药品时，优先选择物料量大的，其次是加量最少的物料，最后是加量居中的物料置入球磨罐中；
[0020]第二步，原料混合，以无水乙醇作为介质，选择直径4mm的二氧化锆球磨珠作为球磨研磨介质，加入预先处理完成的物料，将物料放入到球磨罐中，将球磨罐放入行星式球磨机中混合；
[0021]第三步，烘干，将球磨好的原料倒入圆皿中烘干，然后将装有原料的圆皿放入到烘箱内；
[0022]第四步，混合料过筛，取出烘干的原料，运用研磨棒将原料研磨成极小的粒状，再用80目的筛子进行过筛；
[0023]第五步，混合料的煅烧，称取20g左右的原料放入坩埚中震实，再将坩埚放入马弗炉，以5℃/min的升温速率升温至950℃，保温3h；
[0024]第六步，煅烧料的球磨，煅烧完成的原料进行再一次球磨，然后进行烘干；
[0025]第七步，压制成型，将为烘干料质量分数0.2wt％的聚乙烯醇缩丁醛加入15mL的无水乙醇中溶解，然后将其加入烘干料中搅拌均匀、烘干、过筛。称量0.70g造粒料，放入直径为13mm的金属模具中，压力为20MP，保温时间2 分钟，然后取出陶瓷片；
[0026]第八步，排胶，以5℃/min升到600℃，保温60min，然后随炉冷却；
[0027]第九步，烧结，瓷片放在瓷舟里，再在其周围覆盖上气氛料，盖上瓷舟盖，放入马弗炉中；
[0028]第十步，打磨，选取800目碳化硅粉打磨到陶瓷片的厚度为1mm后用1600 目的碳化硅粉将陶瓷片打磨到厚度为0.8mm，再用2000目的碳化硅粉将陶瓷的厚度片打磨到0.6mm。超声清洗陶瓷片，放入烘箱中烘干；
[0029]第十一步，烧银，采用丝网印刷在陶瓷两个表面刷直径为8mm的圆，在烘箱中烘干后，再另一面刷直径9mm的圆，将烘干的陶瓷片在马弗炉中烧银；
[0030]第十二步，性能测试。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙粉体在铌酸钾钠基压电陶瓷的应用，其特征在于，所述铌酸钾钠基压电陶瓷是以五氧化二铌、无水碳酸钾、无水碳酸钠、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙、二氧化锆，以这些粉体为原料生产出来的，制备化学组成是为0.93K048Na0.52NbO3
‑
0.05SrTiO3
‑
0.02CaZrO3的陶瓷，步骤如下，第一步，原料预处理，将五氧化二铌、无水碳酸钾、无水碳酸钠、二氧化钛、碳酸锶、碳酸钙、二氧化锆粉末原料在120℃下的烘箱内烘干4～5h，选取药品时，优先选择物料量大的，其次是加量最少的物料，最后是加量居中的物料置入球磨罐中；第二步，原料混合，以无水乙醇作为介质，选择直径4mm的二氧化锆球磨珠作为球磨研磨介质，加入预先处理完成的物料，将物料放入到球磨罐中，将球磨罐放入行星式球磨机中混合；第三步，烘干，将球磨好的原料倒入圆皿中烘干，然后将装有原料的圆皿放入到烘箱内；第四步，混合料过筛，取出烘干的原料，运用研磨棒将原料研磨成极小的粒状，再用80目的筛子进行过筛；第五步，混合料的煅烧，称取20g左右的原料放入坩埚中震实，再将坩埚放入马弗炉，以5℃/min的升温速率升温至950℃，保温3h；第六步，煅烧料的球磨，煅烧完成的原料进行再一次球磨，然后进行烘干；第七步，压制成型，将为烘干料质量分数0.2wt％的聚乙烯醇缩丁醛加入15mL的无水乙醇中溶解，然后将其加入烘干料中搅拌均匀、烘干、过筛。称量0.70g造粒料，放入直径为13mm的金属模具中，压力为20MP，保温时间2分钟，然后取出陶瓷片；第八步，排胶，以5℃/min升到600℃，保温60min，然后随炉冷却；第九步，烧结，瓷片放在瓷舟里，再在其周围覆盖上气氛料，盖上瓷舟盖，放入马弗炉中；第十步，打磨，选取800目碳化硅粉打磨到陶瓷片的厚度为1mm后用1600目的碳化硅粉将陶瓷片打磨到厚度为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，尹永国，葛俊彦，陈建兵，杨小红，朱子春，汪江节，
申请(专利权)人：池州市贵兴非矿新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：