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申请/专利权人:西安工业大学
摘要:本发明公开了一种具备超高压电常数的弛豫铁电体PNN‑PHT材料的制备方法,依次经过配料、预合成、造粒并压坯、排粘、埋烧烧结等步骤制备而成,本发明摒弃了传统的前驱体NiNb2O6和Hf0.3Ti0.7O2合成步骤,不仅使得制备过程简单,易于控制,且对于现有的前驱体制备方法来说,杂相形成更易于控制,过程重复性更高,适用于产业化推广应用,本发明制备的陶瓷材料具有纯相的钙钛矿相结构,材料性能优异,压电常数超过850pCN,远高于多数的压电材料,平板机电耦合系数高,介电损耗低,去极化温度高。本发明适用于制备弛豫铁电体PNN‑PHT材料。
主权项:1.一种具备超高压电常数的弛豫铁电体PNN-PHT材料的制备方法,其特征在于,所述材料的化学组成通式为1-xPbNi13Nb23O3-xPbHf0.3Ti0.7O3,其中:x=0.52,该材料制备过程按照如下的步骤顺序依次进行:S1、配料按照材料的化学计量比称取原材料并置于尼龙罐中,其中,PbO:NiO:Nb2O5:HfO2:TiO2=1:1-x3:1-x3:0.3x:0.7x,向尼龙罐中加入玛瑙磨球和酒精,在行星式球磨机上球磨12h,将球磨后的浆料置于恒温干燥箱中于90℃下烘干,得A;S2、预合成将A置于氧化铝坩埚中,加盖后置于箱式高温电炉中,于850℃下保温2h进行预合成,之后随炉自然冷却形成预合成粉料,得B;S3、造粒并压坯B经粗粉碎后置于球磨罐中,于行星式球磨机上球磨,球磨后的物料于90℃恒温干燥箱中烘干,烘干后的粉料中加入质量浓度为10%的聚乙烯醇粘结剂,粘结剂和烘干后粉料的重量比为1:50,充分混合均匀并过80目筛造粒,造粒完成后,采用液压机将粉末压制成薄圆片素坯,得C;S4、排粘C置于箱式高温电炉中于1.5℃min升温速率下由室温升温至500℃,保温5h进行排粘,之后随炉自然冷却,得D;S5、埋烧烧结将D置于箱式高温电炉中,采用埋烧的烧结工艺烧结,得最终的PNN-PHT材料;所述的埋烧是将D置于混有ZrO2和预合成粉料的氧化铝坩埚中,所述ZrO2和预合成粉料的重量比为1:1;所述烧结过程按照如下步骤依次进行:第一升温阶段,于室温下升温至1050℃,保温5h;第二升温阶段,于1050℃升温至1270℃,保温3h;降温阶段,于1270℃随炉冷却至室温;所述第一升温阶段的升温速率为3℃min,第二升温阶段的升温速率为2℃min。
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