1.一种呈纳米线分布的无铅压电陶瓷,其特征是所述压电陶瓷的晶粒呈纳米线状分布,纳米线的直径小于100nm、长度大于10微米,其中晶粒含有Zn、Ti、Zr、Al、Ca,并具有钙钛矿型结晶构造,所述晶粒组成式为ZnxAl{2/3-2/3(x+y)}CayTi0.5Zr0.5O3,其中,0.1≤x≤0.5、0.05≤y≤0.1。
2.一种制备如权利要求1所述呈纳米线分布的无铅压电陶瓷的方法,其特征是通过纳米纤维引导,使晶粒的生长沿纳米纤维生长集合,从而形成呈纳米线分布的压电陶瓷,具体制备方法如下:(1)按ZnxAl{2/3-2/3(x+y)}CayTi0.5Zr0.5O3分子式组成配制原料,其中Zn、Ti、Al、Ca以普通氧化物为原料配制,Zr选用氧化锆纳米纤维为原料;其中,0.1≤x≤0.5、0.05≤y≤0.1;
(2)将步骤(1)配制的Zn、Ti、Al、Ca氧化物与纯净水配合在研磨机中研磨1-2h,然后干燥;
(3)将步骤(2)研磨干燥的物料在500-600℃条件下闪烧1-3min,使物料形成由无定形连接的晶粒,冷却后加入氧化锆纳米纤维,混合分散均匀;
(4)将步骤(3)分散的物料在900-1000℃环境中烧结0.5-1h,Zn、Ti、Al、Ca氧化物生长为具有钙钛矿型结晶晶粒,并沿氧化锆纳米纤维生长形成由晶粒集合的纳米线;
(5)进一步将烧结温度提高至1500-1600℃,烧结15-35min,氧化锆纳米纤维与晶粒形成集合体,得到晶粒呈纳米线分布的无铅压电陶瓷。
3.根据权利要求2所述制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的氧化锆纳米纤维为直径小于100nm、长度大于10微米的线状体。
4.根据权利要求2所述制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的闪烧温度为550℃,将最佳的使物料快速形成由无定形连接的晶粒。
5.根据权利要求2所述制备方法,其特征在于:步骤(4)所述的烧结温度为900℃,该温条件下,较佳的使Zn、Ti、Al、Ca氧化物生长为具有钙钛矿型结晶晶粒,并沿氧化锆纳米纤维形成晶粒集合。
6.根据权利要求2所述制备方法,其特征在于:步骤(5)所述的烧结时间为20min。
7.一种噪声发电装置,其特征是将权利要求1所述呈纳米线分布的无铅压电陶瓷用于玻璃、路面防护板、空压机房隔音板,利用呈纳米线分布的无铅压电陶瓷高灵敏性,通过声音产生的振动发电。