【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压电陶瓷材料，具体涉及一种大应变压电陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
1、多层压电陶瓷驱动器具有响应速度快、分辨率高等优点，又由于压电陶瓷本身具备良好的温度特性及抗电磁干扰能力，其被广泛应用于诸如电子束光刻、聚焦离子束切割等精密加工设备的驱动和定位系统中。目前，压电陶瓷驱动器的主流材料pzt-5h、pzt-4等的电致应变相对较低(<0.2％)，需要高的堆叠层数才能达到较大的位移行程，既增加了生产成本与工艺难度，也不利于器件的小型化和集成化。
2、pzt(锆钛酸铅)压电陶瓷的应变主要来源于与材料晶格畸变相关的本征贡献以及铁电畴翻转带来的非本征贡献。应变的理论极限值可以达到1％，其产生过程会受到缺陷钉扎、晶界夹持以及连续90°电畴翻转等多种因素的影响。其中，钉扎在畴壁附近的缺陷会抑制畴壁运动，阻碍电畴翻转；电畴在翻转过程中也会受到来自晶界的刚性阻碍，而连续90°电畴翻转等效于180°电畴翻转，对应变无贡献。近年来，研究人员通过掺杂离子、添加第三组元等途径提升了pzt压电陶瓷的应变值，但是应变值仍然难以突破0.4％。
3、申请号为202210753645.7，名称为“一种应变对成分不敏感的压电陶瓷材料及其制备方法和应用”的专利申请公开了一种应变对成分不敏感的压电陶瓷材料，虽然该材料具有良好的化学稳定性，但是其应变相对于商用pzt材料无明显提高。申请号为201110165378.3，名称为“一种高居里温度、高电致应变压电陶瓷材料及其制备方法”的专利申请公开了一种高居里温度、高电致应变压电陶瓷材
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种大应变压电陶瓷材料及其制备方法，以解决目前商用压电陶瓷材料应变不高导致器件应用受限的问题。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术的一个方面提供了一种大应变压电陶瓷材料的制备方法，包括：
3、s1：利用熔融-水淬法合成组分为(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-βwt％b2o3的玻璃粉体，其中，x、a为摩尔比，y、β为质量比；
4、s2：利用固相合成法合成组分为(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3的陶瓷粉体；
5、s3：利用所述玻璃粉体和所述陶瓷粉体，采用固相烧结法制备(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ybazro3-zgl压电陶瓷材料，其中，gl的组成为(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-βwt％b2o3。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述s1包括：
7、s1.1：以pbo、zro2、tio2、bi2o3、na2co3、baco3、h3bo3为原料，各原料按照化学式(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-βwt％b2o3的设定值进行称量配料形成第一待球磨粉料，以无水乙醇作为溶剂对所述第一待球磨粉料进行球磨混合；
8、s1.2：将步骤s1.1球磨混合后的物料放入干燥箱中进行干燥后再进行过筛，得到粒径分布均匀的第一中间粉体；
9、s1.3：将所述第一中间粉体进行熔融处理，将获得的熔体倒入去离子水中进行水淬，得到玻璃碎渣，将所述玻璃碎渣研磨过筛后得到所述玻璃粉体。
10、在本专利技术的一个实施例中，在所述s1.1中，所述无水乙醇的用量为：每克待球磨粉料加入1.0-3.0ml无水乙醇。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述熔融处理的升温速率为2-10℃/min，熔融温度为1400-1500℃，熔融时间为1-3h。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述s2包括：
13、s2.1：以pbo、zro2、tio2、bi2o3、na2co3、baco3为原料，各原料按照化学式(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3的设定值进行称量配料形成第二待球磨粉料，以无水乙醇作为溶剂对所述第二待球磨粉料进行球磨混合；
14、s2.2：将步骤s2.1球磨混合后的物料放入干燥箱中进行干燥处理后再进行过筛，得到粒径分布均匀的第二中间粉体；
15、s2.3：将所述第二中间粉体进行煅烧，获得煅烧后的固体，将所述煅烧后的固体进行球磨处理后过筛，得到具有钙钛矿相结构的所述陶瓷粉体。
16、在本专利技术的一个实施例中，所述s3包括：
17、s3.1：将所述玻璃粉体与所述陶瓷粉体按照(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-zwt％gl设定值称重配比形成第三待球磨粉料，以无水乙醇作为溶剂对所述第三待球磨粉料进行球磨混合；
18、s3.2：将步骤s3.1球磨混合后的物料放入干燥箱中进行干燥处理后再进行过筛，得到粒径分布均匀的第三中间粉体；
19、s3.3：将所述第三中间粉体进行造粒、过筛后，使用模具进行干压成型，得到陶瓷生坯；
20、s3.4：将所述陶瓷生坯进行排胶和固相烧结，得到压电陶瓷块体；
21、s3.5：将所述压电陶瓷块体进行研磨和抛光后，在两侧涂覆并焙烧银电极，得到(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ybazro3-zgl压电陶瓷成品。
22、在本专利技术的一个实施例中，在所述s3.3中，造粒过程采用质量分数为5-12％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂。
23、在本专利技术的一个实施例中，所述固相烧结包括晶化阶段和烧结阶段，其中，所述晶化阶段的升温速率为2-10℃/min，晶化温度为700-900℃，晶化时间为1-3h；所述烧结阶段的升温速率为2-10℃/min，烧结温度为1100-1300℃，烧结保温时间为1-3h；所述固相烧结的整个过程在氧化铅气氛下完成。
24、本专利技术的另一方面提供了一种大应变压电陶瓷材料，利用上述实施例中任一项所述的制备方法制备，所述大应变压电陶瓷材料的化学式为(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-zwt％gl，gl的组成为(1-x)pb(zrati1-a)o3-x(bi0.5na0.5)tio3-ywt％bazro3-βwt％b2o3，其中，x、a为摩尔比，y、z和β为质量比。
25、在本专利技术的一个实施例中，0.88≤x≤0.98，0.40≤a≤0.60，1.0≤y≤4.0，0.5≤z≤3.5，10≤β≤30。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：
27、1、本专利技术的大应变压电陶瓷材料，通过向pzt基压电陶瓷中添本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述S1包括：
3.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述S1.1中，所述无水乙醇的用量为：每克所述第一待球磨粉料中加入1.0-3.0ml无水乙醇。
4.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的升温速率为2-10℃1mi1，熔融温度为1400-1500℃，熔融时间为1-3h。
5.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述S2包括：
6.根据权利要求1所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述S3包括：
7.根据权利要求6所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述S3.3中，造粒过程采用质量分数为5-12％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂。
8.根据权利要求6所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述固相烧结包括晶化阶段和烧结阶段，其中，所述晶化阶段的升温速率为
9.一种大应变压电陶瓷材料，其特征在于，利用权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备，所述大应变压电陶瓷材料的化学式为(1-x)Pb(ZraTi1-a)O3-x(Bi0.5Na0.5)TiO3-ywt％BaZrO3-zwt％GL，GL的组成为(1-x)Pb(ZraTi1-a)O3-x(Bi0.5Na0.5)TiO3-ywt％BaZrO3-βwt％B2O3，其中，x、a为摩尔比，y、z和β为质量比。
10.根据权利要求9所述的大应变压电陶瓷材料，其特征在于，0.88≤x≤0.98，0.40≤a≤0.60，1.0≤y≤4.0，0.5≤z≤3.5，10≤β≤30。
...【技术特征摘要】
1.一种大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述s1包括：
3.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述s1.1中，所述无水乙醇的用量为：每克所述第一待球磨粉料中加入1.0-3.0ml无水乙醇。
4.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的升温速率为2-10℃1mi1，熔融温度为1400-1500℃，熔融时间为1-3h。
5.根据权利要求2所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述s2包括：
6.根据权利要求1所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述s3包括：
7.根据权利要求6所述的大应变压电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述s3.3中，造粒过程采用质量分数为5-12％的聚乙烯醇水溶液作为粘结剂。
8.根据权利要求6所述的大应变压电陶...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。