一种可低温烧结的无铅压电发光陶瓷粉体、陶瓷及其制备方法_3

文档序号:9341583阅读:来源:国知局
5 μ C/cm2为,压电常数d33= 380pC/No
[0081]图3给出了所得样品的红外光激发上转换发光图谱,其上转换发光波长550nm,发光强度为660。
[0082]图4给出了所得样品的在波长980nm红外光激发下发出的单一绿色光照片。
[0083]实施例6 化学通式为 ErxBa1 xTiQ.96SnQ.Q403,其中 x = 0.8%
[0084]按化学通式中元素的化学计量比称取原料:BaC03、SnO2、T1jP Er 203;将称取的原料粉体以去离子水为介质球磨6h,球磨所得浆料于90°C下保温1h烘干粉料后,在1200°C预烧4h,得到化学式为Era_Baa 992TiQ.96SnaQ403的无铅压电发光陶瓷粉体。
[0085]将获得的无铅压电发光陶瓷粉体添加其重量8wt %的PVB造粒,在200MPa的压强下压制成型,获得直径10_,厚度Imm的圆片;将陶瓷充分排粘后,在空气中于1400°C烧结7h,得到化学式为Era_Baa992Tia96SnaM03的无铅压电发光陶瓷。
[0086]对获得的无铅压电发光陶瓷细磨加工,超声清洗后被银电极,测试陶瓷样品的电滞回线,在室温下极化20分钟,测试陶瓷样品的压电性能参数;将抛光后的样品在980nm波长的红外光激发下测试上转换发光。
[0087]图1给出了所得样品的XRD图谱,可见材料为四方相钙钛矿结构。
[0088]图2给出了所得样品的电滞回线和压电常数。其室温下剩余极化匕=8.5 μ C/cm2为,压电常数d33= 270pC/No
[0089]图3给出了所得样品的红外光激发上转换发光图谱,其上转换发光波长550nm,发光强度为960。
[0090]图4给出了所得样品的在波长980nm红外光激发下发出的单一绿色光照片。
[0091]实施例7 化学通式为 ErxBa1 xTi0.96SnQ.Q403,其中 X= 1.0%
[0092]按化学通式中元素的化学计量比称取原料:BaC03、SnO2、T1jP Er 203;将称取的原料粉体以无水乙醇为介质球磨4h,球磨所得浆料于80°C下保温Sh烘干粉料后,在1200°C预烧12h,得到化学式为EraQ1BaQ.99TiQ.96SnaQ403的无铅压电发光陶瓷粉体。
[0093]将获得的无铅压电发光陶瓷粉体添加其重量8wt %的PVB造粒,在200MPa的压强下压制成型,获得直径10_,厚度Imm的圆片;将陶瓷充分排粘后,在空气中于1400°C烧结2h,得到化学式为EraMBaa99Tia96SnaM03的无铅压电发光陶瓷。
[0094]对获得的无铅压电发光陶瓷细磨加工,超声清洗后被银电极,测试陶瓷样品的电滞回线,在室温下极化20分钟,测试陶瓷样品的压电性能参数;将抛光后的样品在980nm波长的红外光激发下测试上转换发光。
[0095]图1给出了所得样品的XRD图谱,可见材料为四方相钙钛矿结构。
[0096]图2给出了所得样品的电滞回线和压电常数。其室温下剩余极化匕=8 μ C/cm 2为,压电常数d33= 220pC/No
[0097]图3给出了所得样品的红外光激发上转换发光图谱,其上转换发光波长550nm,发光强度为700。
[0098]图4给出了所得样品的在波长980nm红外光激发下发出的单一绿色光照片。
[0099]实施例8 化学通式为 ErxBa1 xTiQ.96SnQ.Q403,其中 x = 1.2%
[0100]按化学通式中元素的化学计量比称取原料:BaC03、SnO2、T1jP Er 203;将称取的原料粉体以无水乙醇为介质球磨6h,球磨所得浆料于100°C下保温1h烘干粉料后,在1100°C预烧4h,得到化学式为Er。.012Baa9S8TiQ.96SnaQ403的无铅压电发光陶瓷粉体。
[0101]将获得的无铅压电发光陶瓷粉体添加其重量8wt%的PVB造粒,在200MPa的压强下压制成型,获得直径10_,厚度Imm的圆片;将陶瓷充分排粘后,在空气中于1200°C烧结2h,得到化学式为Er0.012Ba
ο.θδδΤ?ο.96Sn0_0403 的无铅压电发光陶瓷。
[0102]对获得的无铅压电发光陶瓷细磨加工,超声清洗后被银电极,测试陶瓷样品的电滞回线,在室温下极化20分钟,测试陶瓷样品的压电性能参数;将抛光后的样品在980nm波长的红外光激发下测试上转换发光。
[0103]图1给出了所得样品的XRD图谱,可见材料为四方相钙钛矿结构。
[0104]图2给出了所得样品的电滞回线和压电常数。其室温下剩余极化匕=5.5 μ C/cm2为,压电常数d33= 200pC/No
[0105]图3给出了所得样品的红外光激发上转换发光图谱,其上转换发光波长550nm,发光强度为600。
[0106]图4给出了所得样品的在波长980nm红外光激发下发出的单一绿色光照片。
[0107]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种无铅压电发光陶瓷粉体,其特征在于,所述无铅压电发光陶瓷粉体的化学通式为 ErxBa1 xTi0.96Sna0403,其中 x = 0.1 ?1.2%。2.一种无铅压电发光陶瓷,其特征在于,所述无铅压电发光陶瓷的化学通式为Er ,Ba1 xTia96Sna04O3,其中 X = 0.1 ?1.2%。3.一种如权利要求1所述的无铅压电发光陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)按权利要求1的化学通式中元素的化学计量比称取原料:含Ba化合物、含Sn化合物、含Ti化合物和含Er化合物; 2)将步骤I)中称取的原料以溶剂为介质球磨,获得浆料; 3)将所述浆料进行烘干、预烧,即得化学通式为ErxBa1xTia96S%(]403的无铅压电发光陶瓷粉体。4.根据权利要求3所述的无铅压电发光陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,球磨的时间为4-6h。5.根据权利要求3所述的无铅压电发光陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中,所述溶剂选自无水乙醇或去离子水。6.根据权利要求3所述的无铅压电发光陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述烘干的条件为:在80?100°C下保温烘干8?12h;所述预烧的条件为:预烧温度为900?1200 °C,预烧时间为4?8h。7.一种如权利要求2所述的无铅压电发光陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将无铅压电发光陶瓷粉体添加粘结剂造粒,压制成型,排粘,烧结,即得化学通式为ErxBa1 xTia96S%(]403的无铅压电发光陶瓷,所述无铅压电发光陶瓷粉体为权利要求1所述无铅压电发光陶瓷粉体或权利要求3至6任意一项所述制备方法制得的无铅压电发光陶瓷粉体。8.根据权利要求7所述的无铅压电发光陶瓷的制备方法,其特征在于,所述粘结剂的用量为所述无铅压电发光陶瓷粉体的5?Swt%。9.根据权利要求7所述的无铅压电发光陶瓷的制备方法,其特征在于,所述压制成型的相对压强为100?200MPa。10.根据权利要求7所述的无铅压电发光陶瓷的制备方法,其特征在于,所述烧结的条件为:在空气中于1200?1400°C烧结2?6h。
【专利摘要】本发明属于无铅压电材料和光电材料交叉领域,公开了一种Er掺杂的钛锡酸钡无铅压电发光陶瓷粉体及陶瓷,其化学通式为Er<i>x</i>Ba1-<i>x</i>Ti0.96Sn0.04O3,其中<i>x</i>=0.1~1.2%。本发明无铅压电发光陶瓷采用压电陶瓷制备技术和工业原料获得,陶瓷烧结温度降低至1200~1400℃,材料的压电常数<i>d</i>33值可达400pC/N,同时还具有强光致发光特性,发光单色性好,属于新型的多功能材料。所述Er掺杂的钛锡酸钡无铅压电发光材料具有优良的压电性能和光电性能,在微机电、光电集成、传感器等领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】C04B35/468, C04B35/626
【公开号】CN105060880
【申请号】CN201510475719
【发明人】李伟, 徐志军, 初瑞清, 郝继功, 杜鹃
【申请人】聊城大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月6日
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