【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及壓電陶瓷的材料，尤其是指一種新型高性能壓電陶瓷材料的制備方法。
技術介紹
1、壓電材料是一種應用廣泛的功能材料，它能通過正逆壓電效應實現電能與機械能的轉換，隨著現代工業發展，各類聲學換能器以及振動傳感器等的高溫高壓等惡劣環境作業對壓電材料的性能提出了更高的需求。高性能壓電材料具有高機電耦合系數、高壓電系數、高介電常數等優異性能，為寬帶、高分辨率、高靈敏度醫學超聲成像和水聲探測及高功率密度壓電能量收集器等器件研發帶來了希望。鋯鈦酸鉛二元系陶瓷是近年來快速發展的一種壓電材料，具有高介電、高壓電、低損耗等特點，在微位移驅動器、超聲換能器、加速度傳感器等方面有廣闊的應用前景。在pzt系列壓電陶瓷基礎上添加有利于溫度穩定的元素提高其穩定性，研究發現是很有效果的；所以需提供一種完備的壓電陶瓷材料制備方法，實現現在應用場景下對壓電陶瓷性能的高需求。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種新型高性能壓電陶瓷材料的制備方法，所述制備方法通過添加sb、ba元素來改善材料的性能，使其滿足生產要求的高性能新型壓電陶瓷，包括如下步驟：
2、步驟s1：配料混料，根據其中分子式為pbzr0.52ti0.48o3-x％sb2o3+y％abao，原料配方中xy取值范圍均為1～3，即為sb2o3、bao為占總重量的質量比；
3、步驟s2：混合粉碎，采用固相球磨法，其中球料水的重量比為2:1:0.6，球磨時間為20h；
4、步驟s3：預燒，使各原料的
5、步驟s4：造粒，將合成后的瓷料粉碎后混合約占料重5％的粘結劑(聚乙烯醇pva)后，攪拌均勻，制成流動性好的顆粒；
6、步驟s5：成型與排塑，成型部分是以1t/cm3的壓強進行預壓然后在研碎預壓塊并過粗篩(50目)，將這些較粗的顆粒作為干壓材料，而后利用模具加工成型，至設計好的形狀；排塑，在排塑之前先進行排膠，再將坯體裝入透氣性好的耐火槽板中，推入氧氛好的排塑爐內，按加熱曲線進行排塑；
7、步驟s6：燒結，將步驟s5得到的預燒成型的粉末塊再次加熱，得到密度提高和強度增強的壓電陶瓷陶瓷片；
8、步驟s7：上電極，在得到壓電陶瓷的表面上設置導電電極，在后續的極化過程中可以給陶瓷片施加電壓；然后將其中的陶瓷樣片經打磨、清洗、烘干后在750℃燒銀制得銀電極；
9、步驟s8：極化，采用的高壓極化裝置為在105℃的溫度下以2.2kv/mm的條件下把壓電陶瓷極化15min；
10、步驟s9：壓電性能測量，其中的測量目標是測量壓電常數d33,機電耦合系數kp,相對介電常數εrt3，機械品質因素qm,損耗tanδ。
11、在本專利技術的一個實施例中，步驟s1中原料配方的顆粒度是不超過2μm，對添加量很少的添加物其細度尤為重要，sb和ba的元素添加采用si2o3和baco3。
12、在本專利技術的一個實施例中，步驟s2混合粉碎中球的體積占球、料、水的體積的30％-40％，磨球靠電動機產生離心力、摩擦力和地心引力的共同作用，形成碰撞、循環翻動和自轉等運動，使介于其中的粉料受到沖擊和摩擦研磨，從而達到混合與粉碎細化。
13、在本專利技術的一個實施例中，步驟s3預燒中溫度和材料反應的關系：
14、500℃～600℃，未反應；
15、600℃～700℃，pbo+tio2→pbtio3，且在630℃時pb3tio4分解為pbo；
16、700℃～750℃，pbtio3+pbo+tio2→pb(zr1-xtix)o3；
17、750℃～800℃，pbtio3+pb(zr1-xtix)o3→pb(zr0.5ti0.5)o3。
18、在本專利技術的一個實施例中，步驟s5中排塑的溫度曲線設置為以62.5℃/h的升溫速度升溫12h到750℃后保溫2h，期間微開爐門，保溫結束后關電源隨爐冷卻。
19、在本專利技術的一個實施例中，步驟s6中燒結溫度為1250℃，保溫2h。
20、本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：本專利技術所述壓電陶瓷材料的制備方法，其中的工藝簡單純熟，在常溫下壓電常數制d33值為440pc/n，kp＝66％，為1854；可用于高分辨率、高靈敏度醫學超聲成像和水聲探測及高功率密度壓電能量收集器等。
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1.一種新型高性能壓電陶瓷材料的制備方法，所述制備方法通過添加Sb、Ba元素來改善材料的性能，使其滿足生產要求的高性能新型壓電陶瓷，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中原料配方的顆粒度是不超過2μm。
3.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟S2混合粉碎中球的體積占球、料、水的體積的30％-40％。
4.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟S3預燒中溫度和材料反應的關系：500℃～600℃，未反應；
5.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟S5中排塑的溫度曲線設置為以62.5℃/h的升溫速度升溫12h到750℃后保溫2h，期間微開爐門，保溫結束后關電源隨爐冷卻。
6.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟S6中燒結溫度為1250℃，保溫2h。
【技術特征摘要】
1.一種新型高性能壓電陶瓷材料的制備方法，所述制備方法通過添加sb、ba元素來改善材料的性能，使其滿足生產要求的高性能新型壓電陶瓷，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟s1中原料配方的顆粒度是不超過2μm。
3.根據權利要求1所述壓電陶瓷材料的制備方法，其特征在于：步驟s2混合粉碎中球的體積占球、料、水的體積的30％-40％。
4.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：桑文浩，
申請(專利權)人：海鷹企業集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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