1.一种具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的组成通式为:(1‑u)BiFeO3‑uBaTiO3+1.0mol%MnCO3+xmol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3+ymol%Ba(W1/
2Cu1/2)O3+zmol%B2O3,其中u、x、y和z表示摩尔分数,(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3、Ba(W0.5Cu0.5)O3及B2O3为低温烧结助剂,且0.20≤u≤0.45,0<x≤2.0,0<y≤5.0,0<z≤5.0。
2.权利要求1所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷的低温含氧热压烧结制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)以分析纯Fe2O3、Bi2O3、Li2CO3、Na2CO3、TiO2和纳米BaTiO3粉末为原料,按照(1‑u)BiFeO3‑uBaTiO3+xmol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3进行配料,其中0.20≤u≤0.45,0<x≤2.0,以无水乙醇为介质球磨24h,取出后在100℃烘干12h、200‑250目过筛,放入高铝坩埚中压紧、加盖,以250℃/h的升温速率升温至750℃保温6h合成备用;
2)以分析纯BaCO3、WO3和CuO为原料,按照Ba(Cu1/2W1/2)O3化学式的比例配料,混合球磨
24h,取出后烘干、200‑250目过筛,放入高铝坩埚中压紧加盖,以250℃/h的升温速率升至
850℃保温6h合成备用;
3)将步骤1)合成的(1‑u)BiFeO3‑uBaTiO3+xmol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3及步骤2)合成的Ba(Cu1/2W1/2)O3粉末与B2O3及MnCO3按照(1‑u)BiFeO3‑uBaTiO3+1.0mol%MnCO3+xmol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3+ymol%Ba(Cu1/2W1/2)O3+zmol%B2O3配料,其中0.20≤u≤0.45,0<x≤2.0,0<y≤5.0,0<z≤5.0,并以无水乙醇为介质,球磨24h后取出烘干、200‑250目过筛备用;
4)将步骤3)合成的粉末放入热压烧结机中,采用氧化铝刚玉模具,直接在空气或纯氧气氛条件下,以5℃/min的速率升温至100℃,保温15min排除粉末中的水蒸气,再以20℃/min的升温速率快速升温至820℃‑920℃的烧结温度后保持温度不变,并开始加压至25Mpa,保温保压30min后,断电、开水冷,快速冷却至室温;
5)将烧结后的样品根据需求切割成大小不同的陶瓷片,并打磨加工成两面光滑、厚度为0.5‑1.0mm的薄片,披银电极;
6)将所烧制的压电陶瓷片在硅油中极化,极化电场6000V/mm,温度120℃,保温时间
30min,保持电场并冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的化学式为:
0.68BiFeO3‑0.32BaTiO3+1.0mol%MnCO3+1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3+2.5mol%B2O3+3.0mol%Ba(Cu1/2W1/2)O3。
4.权利要求3所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷的低温含氧热压烧结制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以分析纯Fe2O3、Bi2O3、Li2CO3、Na2CO3、TiO2和纳米BaTiO3粉末为原料,按照
0.68BiFeO3‑0.32BaTiO3+1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3进行配料,以无水乙醇为介质球磨
24h,取出后在100℃烘干12h、200目过筛,放入高铝坩埚中压紧、加盖,以250℃/h的升温速率升温至750℃保温6h合成备用;
(2)以分析纯BaCO3、WO3和CuO为原料,按照Ba(Cu1/2W1/2)O3化学式的比例配料,混合球磨
24小时,取出后烘干、200目过筛,放入高铝坩埚中压紧加盖,以250℃/h的升温速率升至850℃保温6h合成备用;
(3)将步骤(1)合成的0.68BiFeO3‑0.32BaTiO3+1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3及步骤(2)合成的Ba(Cu1/2W1/2)O3粉末与B2O3及MnCO3按照0.68BiFeO3‑0.32BaTiO3+1.0mol%MnCO3+
1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3+3.0mol%Ba(Cu1/2W1/2)O3+2.5mol%B2O3配料,并以无水乙醇为介质,球磨24h后取出烘干、200目过筛备用;
(4)将步骤(3)合成的粉末放入热压烧结机中,采用氧化铝刚玉模具,直接在空气或纯氧气氛条件下,以5℃/min的升温速率升温至100℃,保温15min排除粉末中的水蒸气,再以
20℃/min的升温速率升温至880℃的烧结温度后保温,同时逐渐加压至25Mpa,保温保压
30min后,断电、开水冷,快速冷却至室温;
(5)将烧结后的样品根据需求切割成大小不同的陶瓷片,并打磨加工成两面光滑、厚度为1.0mm的薄片,薄片呈硬币形状或长方体形,披银电极;
(6)将所烧制的压电陶瓷片在硅油中极化,极化电场6000V/mm,温度120℃,保温时间
30min,保持电场并冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的化学式为:
0.70BiFeO3‑0.30BaTiO3+1.0mol%MnCO3+2.0mol%Ba(Cu1/2W1/2)O3+2.5mol%B2O3+
1.5mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3。
6.根据权利要求1所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的化学式为:
0.65BiFeO3‑0.35BaTiO3+1.0mol%MnCO3+1.0mol%Ba(Cu1/2W1/2)O3+2.5mol%B2O3+
1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3。
7.根据权利要求1所述的具有高居里温度及高压电性能的铁酸铋‑钛酸钡陶瓷,其特征在于,所述陶瓷的化学式为:
0.75BiFeO3‑0.25BaTiO3+1.0mol%MnCO3+2.0mol%Ba(Cu1/2W1/2)O3+1.0mol%B2O3+
1.0mol%(Bi0.5Na0.25Li0.25)TiO3。