2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料。將 Pb304、ZrO2、T12、MgNb206前驅(qū)體粉料和 FeWO4前驅(qū)體粉料按 Pb {[ (Mg 1/3Nb2/3) 0.25 (Wl73Fe273)。.75] ο.0s (Zr0.9Ti0 i) ο.92} O3摩爾比稱量，加入無水乙醇介質(zhì)混合球磨，烘干過篩后于750 °C預(yù)燒2小時(shí)。將預(yù)燒后得到的塊體再進(jìn)行球磨、烘干，并加入5% PVA造粒，陳化6小時(shí)，過篩后壓制成直徑為15mm,厚度為1.5mm左右的還體，排膠后于1100°C下燒結(jié)2.5小時(shí)，得到陶瓷體。將所得陶瓷體經(jīng)過打磨、拋光、被銀后，在120°C硅油中以4kV/mm電場(chǎng)極化20分鐘，降溫后制得所需復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料 Pb {[ (Mgl73Nb273) ο.25 (Wl73Fe273) 0.75] 0.08 (Zr0.9Ti0.J 0.92}O3的陶瓷樣品。
[0053]測(cè)試所得綜合電性能為:λ為 5Χ 1(Γ8 C.cnT2.IT1 ?14X10 _8 C.cnT2.Γ1, ε r= 561，tan δ = 0.008。掃描電鏡(SEM)圖像見圖2，熱釋電曲線見圖3。
[0054]實(shí)施例4
[0055]將MgO和Nb2O5按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成MgNb 206前驅(qū)體粉料；將Fe2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料。將 Pb304、ZrO2, T12, MgNb2O6 前驅(qū)體粉料和 FeWO4 前驅(qū)體粉料按 Pb {[(Mg 1/3Nb2/3) α 875 (W1/3Fe2/3) α 125] α Μ (Zra Jitl.上.91} O3摩爾比稱量，加入無水乙醇介質(zhì)混合球磨，烘干過篩后于750°C預(yù)燒2小時(shí)。將預(yù)燒后得到的塊體再進(jìn)行球磨、烘干，并加入6% PVA造粒，陳化6小時(shí)，過篩后壓制成直徑為15mm,厚度為1.5mm左右的還體，排膠后于1100°C下燒結(jié)3小時(shí)，得到陶瓷體。將所得陶瓷體經(jīng)過打磨、拋光、被銀后，在110°C硅油中以4kV/_電場(chǎng)極化10分鐘，降溫后制得所需復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料Pb {[ (Mgl73Nb273) ο.875 (Wl73Fe273) 0.125] 0.09 (Zr0.9Ti。.X9J O3的陶瓷樣品。
[0056]測(cè)試所得綜合電性能為:λ為 8Χ 1(Γ8 C.cnT2.IT1 ?11 X 10 C.cnT2.Γ1, ε r=313，tan δ = 0.017。
[0057]實(shí)施例5
[0058]將ZnO和Nb2O5按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成ZnNb 206前驅(qū)體粉料；將Fe2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料。將 Pb304、ZrO2、T12、ZnNb2O6前驅(qū)體粉料和 FeWO4前驅(qū)體粉料按 Pb {[ (Zn 1/3Nb2/3) 0.25 (Wl73Fe273) Q.Jao8 (Zr0 9Ti0.03摩爾比稱量，加入無水乙醇介質(zhì)混合球磨，烘干過篩后于800°C預(yù)燒2小時(shí)。將預(yù)燒后得到的塊體再進(jìn)行球磨、烘干，并加入5% PVA造粒，陳化6小時(shí)，過篩后壓制成直徑為15_，厚度為1.5_左右的坯體，排膠后于1120°C下燒結(jié)3小時(shí)，得到陶瓷體。將所得陶瓷體經(jīng)過打磨、拋光、被銀后，在120°C硅油中以4kV/mm電場(chǎng)極化10分鐘，降溫后制得所需復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料 Pb {[ (Znl73Nb273) ο.25 (Wl73Fe273) 0.75] 0.08 (Zr0.9Ti0.J 0.92}O3的陶瓷樣品。
[0059]測(cè)試所得綜合電性能為:λ為 6Χ 1(Γ8 C.cnT2.IT1 ?17X10 C.cnT2.Γ1, ε r=407, tan δ = 0.025。掃描電鏡(SEM)圖像見圖4，熱釋電曲線見圖5。
[0060]實(shí)施例6
[0061]將ZnO和Nb2O5按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成ZnNb 206前驅(qū)體粉料；將Fe2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料。將 Pb304、Zr02、Ti02、ZnNb206前驅(qū)體粉料和 FeWO 4前驅(qū)體粉料按 Pb {[ (Zn 1/3Nb2/3) 0.75 (W173Fe2/3) ο.25] 0.09 (Zr0.9Ti0.1) 0.91} O3摩爾比稱量，加入無水乙醇介質(zhì)混合球磨，烘干過篩后于800°C預(yù)燒2小時(shí)。將預(yù)燒后得到的塊體再進(jìn)行球磨、烘干，并加入5% PVA造粒，陳化10小時(shí)，過篩后壓制成直徑為12mm,厚度為1.2mm左右的還體，排膠后于1150°C下燒結(jié)2.5小時(shí)，得到陶瓷體。將所得陶瓷體經(jīng)過打磨、拋光、被銀后，在120°C硅油中以4kV/_電場(chǎng)極化20分鐘，降溫后制得所需復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料Pb {[ (Znl73Nb273) ο.75 (Wl73Fe273) 0.25] 0.09 (Zr0.9Ti。.X9J O3的陶瓷樣品。
[0062]測(cè)試所得綜合電性能為:λ為 5Χ 1(Γ8 C.cnT2.IT1 ?14X10 _8 C.cnT2.Γ1, ε r=204，tan δ = 0.029。
[0063]實(shí)施例7
[0064]將MgO和Nb2O5按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成MgNb 206前驅(qū)體粉料；將Fe2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料。將 Pb3O4' Zr02、Ti02、La2O3的前驅(qū)體粉料和 FeffO 4前驅(qū)體粉料按 Pb {[ (Mg 1/3Nb2/3) 0.5 (Wl73Fe273)α5]α Π (Zra9Tia O3-0.5mol % La摩爾比稱量，加入無水乙醇介質(zhì)混合球磨，烘干過篩后于750°C預(yù)燒2小時(shí)。將預(yù)燒后得到的塊體再進(jìn)行球磨、烘干，并加入5% PVA造粒，陳化6小時(shí)，過篩后壓制成直徑為15mm,厚度為1.5mm左右的還體，排膠后于1050°C下燒結(jié)3小時(shí)，得到陶瓷體。將所得陶瓷體經(jīng)過打磨、拋光、被銀后，在90°C硅油中以4kV/_電場(chǎng)極化20分鐘，降溫后制得所需復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料Pb {[ (Mgl73Nb273) ο.5 (Wl73Fe273) 0.5] 0.n (Zr0.9Ti0.ι)ο.S913-0.5mol% La 的陶瓷樣品。
[0065]測(cè)試所得綜合電性能為:λ為 1X ΙΟ—8 C.cnT2.IT1 ?20X 10 _8 C.cnT2.Γ1, ε r=755，tan δ = 0.009。
[0066]以上實(shí)施例是在本發(fā)明技術(shù)方案為前提下，給出的詳細(xì)實(shí)施材料組分和具體制備工藝過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
[0067]本發(fā)明實(shí)施例提供的新型四元復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料Pb {[ (Mel73Nb273)X (Wl73Fe273) !-J y (Zr0.9Ti0.^ ^yI 03-nMe?具有較高的熱釋電系數(shù)(λ = 5Χ10—8 OcnT2.1T1 ?20X1(T8 OcnT2.1T1)，適宜的介電常數(shù)εΓ (100?800)和較低的介電損耗tan δ (0.008?
0.030)，且這些性能在較寬范圍內(nèi)可調(diào)，且可在較低的燒結(jié)溫度下得到致密均勻的陶瓷體，因而該材料和其制備方法可應(yīng)用于不同的熱釋電探測(cè)器件。
[0068]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料，其特征在于，所述材料的化學(xué)通式為:Pb {[ (Mel73Nb273) x (Wl73Fe273)卜J y (Zr0.9Ti0.!) ^yI 03_nMe ’ ； 其中，Me為Mg或Zn中的一種；x、y分別代表摩爾分?jǐn)?shù)，0.125 ^ x ^ 0.875，0.08彡y彡0.11 ;Me’為改性元素，是L1、La或Sb中的一種或多種，其摩爾比范圍為Omol %^ n ^ 5mol % 0
2.—種如上述權(quán)利要求1所述的熱釋電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括: 將Fe2O3和WO 3按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成FeWO 4前驅(qū)體粉料，并將MgO和Nb2O5或者ZnO和Nb 205的其中一組按1:1摩爾比混合球磨，干燥后再煅燒并研磨，制成MgNb2O6或ZnNb 206前驅(qū)體粉料； 將Pb304、Zr02、Ti02、FeW04前驅(qū)體粉料、MnNb 206或ZnNb 206前驅(qū)體粉料、改性元素Me’的氧化物或鹽按照上述權(quán)利要求1所述的化學(xué)通式的摩爾比稱量，然后混合球磨，得到漿料； 將所述漿料烘干、過篩后進(jìn)行預(yù)燒，并將所述預(yù)燒得到的塊體再次球磨； 將再次球磨后得到的漿料烘干得到粉體，在所述粉體中加入聚乙烯醇(PVA)粘結(jié)劑進(jìn)行研磨造粒，陳化放置后過篩，得到粉料； 將所述粉料壓制成陶瓷坯體； 將所述陶瓷坯體排膠后置于密閉坩禍中，燒結(jié)成陶瓷體； 對(duì)所述陶瓷體進(jìn)行打磨、拋光、涂銀電極后，放入油浴中升溫，施加電壓進(jìn)行極化，降溫后即得到所述熱釋電陶瓷材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)燒溫度為750°C?900°C，時(shí)間為1.5?5小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述PVA粘接劑具體為:lwt%?6界七％的PVA水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述陳化的時(shí)間不超過12小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的溫度為1000°C?1200°C，時(shí)間為2?5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述極化的溫度為80°C?120°C，極化的電場(chǎng)強(qiáng)度為3kV/mm?5kV/mm，極化的時(shí)間為10?20分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料及其制備方法，所述材料的化學(xué)通式為：Pb{[(Me1/3Nb2/3)x(W1/3Fe2/3)1-x]y(Zr0.9Ti0.1)1-y}O3-nMe’；其中，Me為Mg或Zn中的一種；x、y分別代表摩爾分?jǐn)?shù)，0.125≤x≤0.875，0.08≤y≤0.11；Me’為改性元素，是Li、La或Sb中的一種或多種，其摩爾比范圍為0mol％≤n≤5mol％。本發(fā)明提供的復(fù)合體系熱釋電陶瓷材料，具有較高的熱釋電系數(shù)和可調(diào)的介電性能，因而在各種熱釋電探測(cè)器中有較好應(yīng)用前景。
【IPC分類】C04B35-495, C04B35-622, C04B35-26
【公開號(hào)】CN104557038
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410843289
【發(fā)明人】郭棟, 王云麗, 蔡鍇, 史丹丹
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日