【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷材料制备，具体属于一种偏铌酸铅种晶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锆钛酸铅基压电陶瓷是应用最为广泛的一类陶瓷材料，其能够作为传感器、驱动器和变频器被广泛应用于超声电机、换能器、滤波器等工业领域。而随着现代工业的快速发展，一些特殊领域中所使用的设备需要处于极端环境(如温度高于300℃)之下，而现有的锆钛酸铅基压电陶瓷的最高使用温度为180℃，无法满足特殊领域的需求，因此，制备高性的压电陶瓷具有十分重要的意义。
2、目前，现有的压电陶瓷通常是采用模板法(templated grain growth，tgg)进行制备。而该方法制备过程中，需要先制备出合适的低维度形貌(片状、针状等)模板种晶，然后将种晶与陶瓷基体粉混合，然后制备出织构陶瓷。该方法制备工艺简单，易成型，生产成本也要比单晶低很多，可以实现织构陶瓷的大规模生产。由此可见，制备高性能压电陶瓷的关键一步在于，需要制备出合适的种晶，进而种晶的选择和质量决定了陶瓷晶粒的择优取向和最终的织构取向程度。在申请号为201010266908.9的专利中，邱琳等人采用片状钛酸锶(srtio3)作为模板，然后将模板浸入含有目标晶体生长所需的离子或分子的溶液中，晶体生长完成之后，去除模板得到种晶，该方法虽然能够制备出高性能的压电陶瓷，但由于钛酸锶热稳定性差，会固溶于基体晶粒中，失去模板定向的能力，进而会降低制备出的压电陶瓷的居里温度，进而导致制备的压电陶瓷在高温环境中的使用寿命较短。
技术实现思路
1、为了解决现有采
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术公开了一种偏铌酸铅种晶的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1，将pbo和nb2o5按照摩尔比为1:1～1.4的比例混合，得到混合粉末；
5、步骤2，将所述混合粉末与kc1混合，然后在850～1150℃下反应1～4h，得到反应物；
6、步骤3，将所述反应物水洗干燥得到偏铌酸铅种晶。
7、优选地，所述步骤1中，将所述pbo和所述nb2o5混合之后再进行球磨筛选得到所述混合粉末。
8、优选地，所述球磨干燥包括：
9、将所述pbo和所述nb2o5混合之后，加入球磨介质，球磨18～24小时，得到球磨混合物；
10、将所述球磨混合物进行过滤，再在温度为80～100℃下，干燥12～15小时，然后进行研磨筛选得到所述混合粉末。
11、优选地，所述研磨筛选中的目筛为70～90目。
12、优选地，所述球磨介质为锆球与无水乙醇。
13、优选地，所述步骤2中，混合粉末与kc1的质量比为1：1～9。
14、优选地，所述步骤3中的水洗干燥包括：
15、对所述反应物使用去离子水洗涤3～5次，每次洗涤1～5min；
16、对洗涤后的废液使用检测液检测，若检测液中有沉淀，则继续洗涤，直至使用检测液检测时，检测液中没有沉淀，通知洗涤，得到反应粉末；
17、将所述反应粉末在温度为80～100℃下烘干3～6h，得到偏铌酸铅种晶。
18、优选地，所述检测液为agno3溶液。
19、本专利技术还公开了一种通过上述方法制备的偏铌酸铅种晶。
20、本专利技术还公开了一种上述偏铌酸铅种晶用于制备偏铌酸铅基织构压电陶瓷，所述偏铌酸铅基织构压电陶瓷的居里温度为486～512℃。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
22、本专利技术公开了一种偏铌酸铅种品的制备方法，该方法通过将pbo和nb2o5按照摩尔比为1:1～1.4的比例混合，通过该摩尔比能够得到所需具有特定取向的偏铌酸铅种晶，且在熔盐合成后形成正交铁电相结构，进而更适用于织构偏铌酸铅陶瓷制备，减少杂相生成。另外，pbo和和nb2o5混合之后再与kcl混合在850～1150℃的温度下反应1～4h可以制备出化学成分均匀，晶体结构完整的偏铌酸铅种晶，熔盐法形成的熔融环境大幅提高了离子活动性，相比于固相反应法可以在更低的温度下得到偏铌酸铅的正交相，1～4h的反应时间可以保证种晶充分沿取向生长。该方法步骤简单，操作方便，可以在较短时间内制备出大量高质量的偏铌酸铅种晶，提高生产效率；同时，该方法使用的原料简单易得，成本低廉，降低了制备偏铌酸铅种晶的成本。
23、进一步地，本方法中通过对pbo和nb2o5混合之后的球磨筛选，能够有效地将pbo和nb2o5颗粒细化，并均匀混合的得到，确保两种原料在微观尺度上充分接触，进一步控制混合粉末的颗粒尺寸和分布，使颗粒尺寸更加均一。
24、更进一步地，本方法中通过70～90目的目筛筛选，能够确保混合粉末的颗粒尺寸在特定范围内分布均匀。这有助于在后续反应过程中形成均匀、致密的偏铌酸铅种晶，从而提高种晶的性能和质量。
25、更进一步地，本方法中通过多次使用去离子水洗涤反应物，可以有效去除未反应的原料、杂质和副产物，确保得到的反应粉末中偏铌酸铅的纯度更高。这有助于制备出更高质量的偏铌酸铅种晶。
26、本专利技术还公开了一种偏铌酸铅种晶，该偏铌酸铅种晶作为制备偏铌酸铅织构陶瓷的关键原料，显著提高陶瓷的性能和稳定性。偏铌酸铅种晶种晶的使用可以控制陶瓷的晶体生长方向和微观结构，提高陶瓷特定方向的压电性能，使其在高温、高压等极端环境下表现出色。
27、本专利技术还公开了一种偏铌酸铅种晶用于制备偏铌酸铅织构陶瓷，该偏铌酸铅织构陶瓷的居里温度位于487～512℃，具有优异的耐高温性能，能够用于万米超深井内极端高温环境中，在石油、天然气等资源的勘探和开发中发挥重要作用。
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1.一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将所述PbO和所述Nb2O5混合之后再进行球磨筛选得到所述混合粉末。
3.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述球磨干燥包括：
4.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述研磨筛选中的目筛为70～90目。
5.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述球磨介质为锆球与无水乙醇。
6.根据权利要求1所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，混合粉末与KC1的质量比为1：1～9。
7.根据权利要求1所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的水洗干燥包括：
8.根据权利要求7所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述检测液为AgNO3溶液。
9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的方法制备的偏铌酸铅种晶。
10.一种如权利要求9所
...【技术特征摘要】
1.一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将所述pbo和所述nb2o5混合之后再进行球磨筛选得到所述混合粉末。
3.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述球磨干燥包括：
4.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述研磨筛选中的目筛为70～90目。
5.根据权利要求2所述的一种偏铌酸铅种晶的制备方法，其特征在于，所述球磨介质为锆球与无水乙醇。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：严永科，金若其，徐卓，胡理情，任晓丹，张玉龙，邱晨煜，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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