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一種高溫、高性能、高穩定性的鉍層狀結構壓電陶瓷材料及其應用的制作方法

文檔序號:11100107閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種W/Cr共摻雜的BIT壓電陶瓷材料,其特征在于該壓電陶瓷材料的配方由通式Bi4Ti3-xWxO12+x+y wt.%Cr2O3表示,式中0≤x≤0.1;0≤y≤0.4,x,y不能同時為0,其中,x表示W的摩爾分數,y表示Cr2O3的質量分數。

2.如權利要求1所述W/Cr共摻雜的BIT壓電陶瓷材料的制備方法,其特征在于該方法包括以下步驟:

(1)粉體合成

將分析純級的主料:氧化鉍和二氧化鈦以及摻雜物:三氧化鎢按化學式:Bi4Ti3-xWxO12+x計算的用量配比進行精確稱取,放于聚四氟乙烯球磨罐中,以無水乙醇為分散介質,用行星球磨機球磨12~24h,轉速為100~600rpm。取出漿料后在烘燈下烘烤2~4h,然后置于氧化鋁坩堝中放在程序控溫的箱式爐中以5℃/min的升溫速度升溫至800~900℃,保溫2~4h,得到W摻雜的BIT陶瓷粉體;

(2)二次球磨

將所得粉體精確稱重,按其質量的y%加入添加物:三氧化二鉻,放入聚四氟乙烯球磨罐中以無水乙醇為分散介質,用行星球磨機球磨12~24h,轉速為100~600rpm,取出漿料后在烘燈下烘烤2~4h,得到加Cr的W摻雜BIT陶瓷粉體;

(3)造粒成型

在所得粉體中加入濃度為5~10wt.%的聚乙烯醇溶液作為膠粘劑,充分混合后造粒,并過40目篩網,然后在粉末干壓成型機上壓強8~20MPa下壓制成直徑~10mm、厚度~1mm的圓片型坯體;

(4)排膠燒結

將所得坯體整齊排列放在箱式爐中,以1℃/min的升溫速度先升溫至80~120℃恒溫1~4h排除水分,然后以2℃/min的升溫速度升至500~700℃保溫1~4h排出膠粘劑。隨爐自然冷卻后再將坯體疊放在一起(10~20片為一組),蓋上氧化鋁坩堝置于箱式爐中先以5℃/min的升溫速度升至1000℃,然后以2℃/min的升溫速度升至1000~1200℃保溫2~4h燒結成瓷;

(5)被銀極化

將所得陶瓷雙面碾磨拋光至0.4~0.6mm厚度,再刷上濃度為5~15wt.%的銀漿,然后在箱式爐中500~600℃保溫10~15min制成電極。將所得樣品放入100~200℃的硅油浴中進行直流電場極化,電場強度5~15kV/mm,保壓時間15~45min,最后帶電降至室溫取出得到BTWC系列壓電陶瓷。

3.如權利要求1所述W/Cr共摻雜的BIT壓電陶瓷材料的應用,其特征在于該壓電陶瓷材料應用在高溫度為550℃以下功能器件的敏感元件,電加速度傳感器、高溫高壓電換能器、驅動器、引爆器。

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