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专利号: 2021107096537
申请人: 济南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种兼具高压电性能和低损耗的钛酸锶铋—钪酸铋—钛酸铅系高温压电陶瓷材料,其特征在于:所述高温压电陶瓷材料的通式为x(Sr0.7Bi0.2)TiO3‑(1‑x‑y)BiScO3‑yPbTiO3‑

1mol%MnO2,0.01≤x≤0.04,0.62≤y≤0.64。

2.根据权利要求1所述的兼具高压电性能和低损耗的钛酸锶铋—钪酸铋—钛酸铅系高温压电陶瓷材料,其特征在于,所述高温压电陶瓷材料的介电损耗为tanδ=0.60% 0.85%@25~

℃、tanδ=1.22%~1.70%@200℃,居里温度为Tc=415~450℃,压电性能为d33=250~371pC/N、kp=

0.494~0.573、Qm=115~171。

3.一种如权利要求1所述的兼具高压电性能和低损耗的钛酸锶铋—钪酸铋—钛酸铅系高温压电陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)配料

按照x(Sr0.7Bi0.2)TiO3‑(1‑x‑y)BiScO3‑yPbTiO3‑1mol%MnO2的化学计量分别称取SrCO3、过量1%的Bi2O3、TiO2、Sc2O3、过量2%的PbO、MnO2,将原料混合后,加入球磨介质,球磨,分离磨球,将原料混合物干燥,研磨后过60目筛;

(2)预烧

将过筛后的原料混合物预烧,预烧结束后冷却至室温,出炉,研磨后过60目筛,得到预烧粉;

(3)造粒及压片

将预烧粉中加入PVA水溶液,造粒,过60目筛,制成球状粉粒,称取球状粉粒压制成圆片状坯件;

(4)排胶

将圆片状坯件放在氧化铝平板上,排胶后冷却至室温;

(5)烧结

将排胶后的圆片状坯件放在氧化铝平板上,高温烧结后冷却至室温;

(6)抛光烧银

将烧结后的陶瓷抛光,在陶瓷上下表面涂覆银浆,烧结银浆后自然冷却至室温;

(7)极化

将涂覆银浆的陶瓷放在硅油中施加直流电场进行极化即得。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述物料和球磨介质的料液比为2g:5mL;所述球磨为以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质,500 600转/分钟球磨24小~

时;所述干燥为60℃下干燥5h。

5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述预烧为以4℃/min的升温速率升温至800℃保温2小时;所述冷却的降温速率为5℃/min。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述PVA水溶液的重量百分比为8%,加入量占预烧粉重量的5%;所述压制为在6MPa的压力下保压1分钟。

7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述排胶为以3℃/min的升温速率升温至600℃保温2小时;所述降温速率为5℃/min。

8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,所述高温烧结为以4℃/min的升温速率升温至1040℃保温2小时;所述降温速率为5℃/min。

9.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(6)中,所述烧结为置于电阻炉中

560℃保温30分钟。

10.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(7)中,所述极化为在140℃硅油中施加4kV/mm的直流电场保持20分钟。