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申请/专利权人：西南科技大学

摘要：本发明公开了一种高压烧结提升压电陶瓷压电性能的方法，包括：采用高温固相反应法制备陶瓷样品；对烧结得到的陶瓷样品进行热处理；对热处理后的陶瓷样品放入铰链式六面顶压机的样品组装里，进行高温高压烧结，在一定温度和一定压力下烧结一定时间；将高温烧结得到的陶瓷样品装入叶蜡石块中，电流通过内部的石墨管对陶瓷样品进行加热；对处理得到的陶瓷样品进行极化，得到性能增强的压电陶瓷。本发明不仅成功提高了压电陶瓷的压电系数，而且避免了传统方法中常见的降低居里温度的问题。这一创新方法简化了工艺流程，为高性能压电陶瓷的制备提供了一种有效而可行的解决方案。

主权项：1.一种高压烧结提升压电陶瓷压电性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用高温固相反应法制备陶瓷样品；步骤二、对烧结得到的陶瓷样品进行热处理；步骤三、对热处理后的陶瓷样品放入铰链式六面顶压机的样品组装里，进行高温高压烧结，在一定温度和一定压力下烧结一定时间；将高温烧结得到的陶瓷样品装入叶蜡石块中，电流通过内部的石墨管对陶瓷样品进行加热；步骤四、对步骤三处理得到的陶瓷样品进行极化，得到压电性能增强的压电陶瓷；所述步骤一中，采用高温固相反应制备陶瓷样品的方法包括：S11、将陶瓷样品原料粉末混合后使用火花等离子体烧结炉进行烧结，打开炉膛泄压，将陶瓷样品原料放入石墨模具中，进行抽真空后按一定升温速度开始加热，同时施加压力，进行预烧，随炉冷却，最后打开炉膛泄压，取出陶瓷胚体；S12、将烧结的陶瓷胚体放入石墨模具中，进行抽真空后，按一定升温速度加热，同时施加压力，保温，随炉冷却，最后打开炉膛泄压，取出陶瓷样品；所述S11中，抽真空度为0.5×10-2~1.5×10-2Pa，升温速度为5~20℃min，加热温度为1200~1300℃，施加压力为50~80MPa，预烧时间为2~6min；所述S12中，抽真空度为0.5×10-2~1.5×10-2Pa，升温速度为5~20℃min，加热温度为1400~1500℃，施加压力为50~80MPa，保温时间为2~8min；所述步骤三中，高温高压烧结的烧结温度为1000~1100℃，烧结压力为1500~3000MPa，烧结时间为50~80min；所述步骤四中，对步骤三处理得到的陶瓷样品进行极化的具体方法包括：将陶瓷样品置于二甲基硅油中，升温到80~120℃，保温20~60min，并施加直流电压，直流电压的电场强度为陶瓷样品矫顽场的3倍；随后降温，降温过程中保持电压不变，待降到室温时关闭极化电压取出陶瓷样品；所述陶瓷样品为PZT-5H陶瓷或PZT4陶瓷，所述PZT-5H陶瓷的原料包括：69.05wt%的Pb3O4、19.36%wt的ZrO2粉末、11.59wt%的TiO2粉末；所述PZT4陶瓷的原料包括：69.78wt%的Pb3O4、16.56wt%的ZrO2和13.66wt%的TiO2粉末。

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