【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电陶瓷，具体涉及无铅压电陶瓷及制备方法。
技术介绍
1、压电陶瓷是一种易于工业化生产，性能优异的力电转换材料，被广泛应用于航空航天、医疗、军工以及日常生活等多种场合。其中锆钛酸铅基（(pb,zr)tio3, pzt）陶瓷因其优异的性能一直占据市场的主导地位，但pzt陶瓷在生产过程中产生的pb挥发对人体和环境都有很大的损害。为限制pb等有毒元素在电器设备中的使用量，欧盟推出了《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》法案（rohs）。为取代铅基压电陶瓷，大量研究者开始关注无铅压电陶瓷。铌酸钾钠基（(k,nanbo3), knn）陶瓷因其良好的压电性能，高的居里温度在无铅压电陶瓷中备受关注。
2、在谐振频率在几千赫兹到几兆赫的大功率器件中，也包含了许多压电陶瓷的应用，例如超声清洗，压电焊接等。然而大功率器件在其应用场景下，往往受到内部功耗的限制。包括弹性损耗，压电损耗在内的内部损耗通常以热能的形式逸散，也考验材料的热稳定性。对于制备大功率器件的压电陶瓷的选择，一方面，希望压电陶瓷具有较高的压电系数（d33）以保证其机电特性，另一方面，希望压电陶瓷具有较高的机械品质因数（qm）以减少其能量损耗。但两个参数有着互相制约的关系，高压电系数的陶瓷往往具有容易翻转的铁电畴，而高机械品质因数的陶瓷则一般希望钉扎铁电畴使其难以翻转。想要获得既具有高d33又具有高qm的knn陶瓷成为难点。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
2、为达到上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为;
3、无铅压电陶瓷，其通式为：
4、0.95(k0.48na0.52)nbo3-0.05(bi0.5na0.5)hfo3-0.002fe2o3-xcuo，其中0.005≤x≤0.015。
5、优选的，x=0.01。
6、本专利技术采用的第二个技术方案为：
7、无铅压电陶瓷的制备方法，包含：
8、将k2co3、na2co3、bi2o3、hfo2、fe2o3、和nb2o5按照化学计量比混合后进行第一次球磨，得到第一浆料；
9、将第一浆料干燥后进行预烧，得到预烧粉料；
10、向预烧粉料中加入cuo，进行第二次球磨，得到第二浆料；
11、将第二浆料干燥后，加入粘接剂进行机械成型、排胶后得到片材；
12、将片材置于隔绝空气的环境中进行烧结、冷却、极化。
13、优选的，第一次球磨以无水乙醇作为球磨介质，以258r/min的转速球磨12-14h。
14、优选的，预烧方法为，以3℃/min的升温速率从室温升温到850-950℃，在最高温度下保温5-7h，自然降温。
15、优选的，烧结方法为，以5℃/min的升温速率加热到1000℃，然后以3℃/min的升温速率加热到1070-1090℃，保温180-240min。
16、优选的，极化的直流电电场强度为2-3 kv/cm，极化时长20-30min。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、本专利技术在构建正交-四方相边界（o-t相边界）的基础上，引入了cuo进行掺杂，通过控制其掺杂量，不仅可以引入缺陷偶极子，还可以保持多相共存和纳米级畴。多相共存和纳米级畴确保了较低的极化势垒，从而维持了高压电系数；缺陷偶极子可以有效地抑制畴壁运动，提高机械品质因数；基于相界构建的受主掺杂使得压电系数和机械品质因数均显著提高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.无铅压电陶瓷，其特征在于，其通式为：
2.如权利要求1所述的无铅压电陶瓷，其特征在于，x=0.01。
3.如权利要求1或2所述无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包含：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一次球磨以无水乙醇作为球磨介质，以258r/min的转速球磨12-14h。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，预烧方法为，以3℃/min的升温速率从室温升温到850-950℃，在最高温度下保温5-7h，自然降温。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，烧结方法为，以5℃/min的升温速率加热到1000℃，然后以3℃/min的升温速率加热到1070-1090℃，保温180-240min。
7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，极化的直流电电场强度为2-3kV/cm，极化时长20-30min。
【技术特征摘要】
1.无铅压电陶瓷，其特征在于，其通式为：
2.如权利要求1所述的无铅压电陶瓷，其特征在于，x=0.01。
3.如权利要求1或2所述无铅压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包含：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一次球磨以无水乙醇作为球磨介质，以258r/min的转速球磨12-14h。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，预烧方法为，以3...
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。