【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电陶瓷材料领域，具体为一种钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、压电陶瓷以其重要的功能特性已广泛应用于传感器、换能器、驱动器和微位移发生器等设备中。在过去的几十年里，占据主导地位的压电陶瓷主要是含铅类陶瓷，如pzt、pmn、pzn等，这类陶瓷具有优异的压电性能，然而它们都含有大量有毒铅元素，会对环境和人体造成极大的危害，随着人们对环保问题的重视，寻找新的无铅压电陶瓷替代含铅压电陶瓷已成为材料研究的热点。
2、钛酸钡作为具有钙钛矿结构铁电固溶体而被广泛研究，但是未经掺杂和改性处理的钛酸钡压电陶瓷的压电常数d33仅为190 pc/n左右，而且较低的居里温度也严重限制了其实际应用。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种钛酸钡基无铅压电陶瓷及其制备方法。
2、所采用的技术方案如下：
3、一种钛酸钡基无铅压电陶瓷，其化学结构式如下：
4、(ba1-xlnx)(ti1-ymny)o3-αwt%linbo3-βwt%bizro3-γwt%cuo
5、其中，ln为镧系元素；
6、0＜x≤0.5，0＜y≤0.5；
7、0＜α≤10，0＜β≤10，0＜γ≤5。
8、进一步地，ln为la、nd、dy、yb、lu中的任意一种或多种。
9、进一步地，0.01≤x≤0.1，0.1≤y≤0.3。
10、进一步地，x=0.05，y=0
11、进一步地，1≤α≤5，1≤β≤5，0.1≤γ≤1。
12、进一步地，α=4，β=1，γ=0.5。
13、本专利技术还提供了一种钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法：
14、将baco3、氧化ln、tio2、mno2混合球磨后一次预烧，再与linbo3、bizro3、cuo混匀，再次球磨后二次预烧得到混合粉料，将所述混合粉料造粒、过筛、压制、排胶后在1350-1550℃烧结2-4h即可。
15、进一步地，一次预烧的温度为1000-1050℃，一次预烧的时间为2-4h，二次预烧的温度为1150-1200℃，二次预烧的时间为2-4h。
16、进一步地，压制时的压力为100-200mpa。
17、进一步地，排胶温度为600-800℃，排胶时间为1-3h。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术提供了一种钛酸钡基无铅压电陶瓷，通过对batio3的a位和b位双掺杂，可以形成施主-受主缺陷复合体，改善钛酸钡的压电性能，linbo3具有极高的居里温度，作为一种畸变的钙钛矿结构化合物，加入后能显著提高压电陶瓷材料的居里温度，得到热稳定性能优异的无铅压电陶瓷新体系，bi3+具有非惰性气体型外层电子结构，而且bi3+和zr3+均能与钙钛矿晶格固溶，可对压电陶瓷体系的压电性能起到掺杂改性作用，加入后对无铅压电陶瓷体系的压电性能有巨大的提升，本专利技术所制备的钛酸钡基无铅压电陶瓷具有优异的压电性能和较高的居里温度，具有实际工业应用意义。
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1.一种钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，其化学结构式如下：
2.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，Ln为La、Nd、Dy、Yb、Lu中的任意一种或多种。
3.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，0.01≤x≤0.1，0.1≤y≤0.3。
4.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，x=0.05，y=0.2。
5.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，1≤α≤5，1≤β≤5，0.1≤γ≤1。
6.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，α=4，β=1，γ=0.5。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，将BaCO3、氧化Ln、TiO2、MnO2混合球磨后一次预烧，再与LiNbO3、BiZrO3、CuO混匀，再次球磨后二次预烧得到混合粉料，将所述混合粉料造粒、过筛、压制、排胶后在1350-1550℃烧结2-4h即可。
8.如权利要求7所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，一
9.如权利要求7所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，压制时的压力为100-200MPa。
10.如权利要求7所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，排胶温度为600-800℃，排胶时间为1-3h。
...【技术特征摘要】
1.一种钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，其化学结构式如下：
2.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，ln为la、nd、dy、yb、lu中的任意一种或多种。
3.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，0.01≤x≤0.1，0.1≤y≤0.3。
4.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，x=0.05，y=0.2。
5.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，1≤α≤5，1≤β≤5，0.1≤γ≤1。
6.如权利要求1所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷，其特征在于，α=4，β=1，γ=0.5。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的钛酸钡基无铅压电陶瓷的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓云，方豪杰，曾雄，刘建平，
申请(专利权)人：湖南省程湘新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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