陶瓷粉体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种复合钙钛矿型铁电体材料，具体涉及一种制备纯相Nal72B i1/2Ti O3陶瓷粉体的方法。
【背景技术】
[0002]NBT是一种复合钙钛矿型铁电体，纯相NBT陶瓷材料具有优异的铁电性能，其剩余极化强度高达38 yC/cm2，居里温度达320°C，是最有希望取代铅基铁电陶瓷材料的材料之一，使得其在无铅压电陶瓷、正温度系数热敏电阻以及温度稳定型介质材料领域具有广泛的应用。
[0003]然而，在合成NBT陶瓷粉体的过程中，Na和Bi的氧化物极易挥发，且Na和Bi的挥发程度不同，导致合成的陶瓷粉体偏离正常化学计量比，容易生成杂相和中间产物，从而影响到NBT基陶瓷的介电、压电和铁电性能。目前可实用化的压电铁电陶瓷材料大部分都含铅，此类材料由于其良好的稳定性、可重复性和较高的居里温度得到了广泛的应用。但是含铅材料在制备、使用和废弃过程中不可避免地对人类的生存环境和身体健康带来严重的危害，因此无铅化是电子陶瓷材料的发展方向。NBT陶瓷材料被视为是最有希望替代铅基陶瓷材料的材料之一，因此通过简单、低成本的方法制备纯相NBT陶瓷粉体具有重要的社会意义和经济意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供了一种制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，该方法制得的陶瓷粉体为纯相陶瓷，并且。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0006]一种制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，按照摩尔比0.575:0.5: 2，将Na2C03、Bi2O3, 1102混合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨，过滤，烘干，然后于820?860°C下保温后，得到纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体。
[0007]所述混合物与去离子水的质量比为1:0.8。
[0008]所述球磨时间为3?5h。
[0009]所述烘干温度在75?85 °C下进行的。
[0010]所述保温的时间为3?5h。
[0011]与现有技术相比，本发明具有的有益效果:本发明通过固相法，将摩尔比为0.575:0.5:2的Na2C03、Bi203和T12相混合，克服了由于Na和Bi的氧化物在高温下容易挥发，且易形成中间产物的问题，由于Na2CO3过量，所以能够补偿在合成过程中易挥发的组分Na2CO3,从而制备出纯相NBT陶瓷粉体。本发明通过将混合物在820?860°C下进行煅烧，能够尽可能地减少Bi和Na的氧化物在合成过程中的挥发，使得制得的粉体为纯相。本发明制得的陶瓷粉体中Na、Bi和Ti分布均匀，颗粒无团聚、填充性好、并且制备成本低、产量大，本发明制备工艺简单，反应条件容易控制，易于工业化生产。本发明制得的纯相的NBT陶瓷材料具有优异的铁电性能，在无铅压电陶瓷、正温度系数热敏电阻以及温度稳定型介质材料领域具有广泛的应用。
[0012]进一步的，本发明中混合物与去离子水的质量比为1:0.8，进行球磨，由于Bi2O3和Na2CO3的分子量相差较大，控制水的用量可以避免Bi与Na的分层，使得最终制得的陶瓷粉体中各种原料分布均匀。
【附图说明】
[0013]图1是实施例1-3制得的NBT陶瓷粉体的XRD图谱。
[0014]图2是实施例2中制得的纯相NBT陶瓷粉体的EDS图谱。
[0015]图3为实施例2中制得的纯相NBT陶瓷粉体中Na、Bi与Ti元素在样品中的分布图，图 3(a)为 Na，图 3(b)为 Bi，图 3(c)为 Ti。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0017]实施例1
[0018]一种制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，按照摩尔比0.575:0.5:2，将他20)3、Bi203、1102混合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨5h，过滤，于75°C下烘干，然后于820°C下保温5h，得到纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体。其中，所述混合物与去离子水的质量比为1:0.8。
[0019]实施例2
[0020]一种制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，按照摩尔比0.575:0.5: 2，将Na2C03、Bi203、1102混合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨4h，过滤，于85°C下烘干，然后于840°C下保温4h，得到纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体。其中，所述混合物与去离子水的质量比为1:0.8。
[0021]实施例3
[0022]一种制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，按照摩尔比0.575:0.5: 2，将Na2C03、Bi203、1102混合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨3h，过滤，于80°C下烘干，然后于860°C下保温3h，得到纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体。其中，所述混合物与去离子水的质量比为1:0.8。
[0023]参见图1，将本发明各实施例中制备的Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体用日本理学D/max2000PCX-射线衍射仪进行分析，发现样品为纯相NBT陶瓷粉体。图2为本发明实施例2中制备的Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的E:DS图谱，发现所制陶瓷粉体各元素符合化学计量比，Na的质量百分含量为25.12%,Bi的质量百分含量为25.18%,Ti的质量百分含量为49.70%。参见图3，可见Na、Bi和Ti在陶瓷粉体中分布均匀。
【主权项】
1.一种制备纯相Na 1/2Bi1/2T1_瓷粉体的方法，其特征在于，按照摩尔比0.575:0.5:2，将Na2C03、Bi203、Ti(yg合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨，过滤，烘干，然后于820?860°C下保温后，得到纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体。2.根据权利要求1所述的制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述混合物与去离子水的质量比为1:0.8。3.根据权利要求1所述的制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述球磨时间为3?5h。4.根据权利要求1所述的制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述烘干温度在75?85 °C下进行的。5.根据权利要求1所述的制备纯相Na1/2Bi1/2Ti03陶瓷粉体的方法，其特征在于，所述保温的时间为3?5h。
【专利摘要】本发明提供一种制备纯相Na1/2Bi1/2TiO3陶瓷粉体的方法，按照摩尔比0.575:0.5:2，将Na2CO3、Bi2O3、TiO2混合均匀，得到混合物，然后向混合物中加入去离子水进行球磨，过滤，烘干，然后于820～860℃下保温后，得到纯相Na1/2Bi1/2TiO3陶瓷粉体。本发明采用固相法合成陶瓷粉体具有成本低、产量大以及制备工艺简单等优点。本发明的制备工艺简单，操作简单、成本低，为大规模、低成本制备NBT陶瓷粉体提供了基础。
【IPC分类】C04B35/622, C04B35/462
【公开号】CN105016723
【申请号】CN201510377643
【发明人】蒲永平, 姚谋腾
【申请人】陕西科技大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月1日