一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法
本发明涉及氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的开发，具体为一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法。
背景技术：
1、铌酸钾钠基铁电陶瓷成为近些年来最具讨论性和研究性的铁电陶瓷体系之一，传统的铁电陶瓷工艺难以获得致密性良好的陶瓷体。因此，研究者常用掺杂改性调控结构来优化其性能。铌酸钾钠(kxna1-xnbo3)基铁电陶瓷的高应变值引起了人们的广泛研究关注,应变是铁电陶瓷在传感器和执行器应用中的一个关键特性。目前，kxna1-xnbo3(knn)基铁电陶瓷，构建多相共存相，例如正交-四方相，菱方-四方相，正交-四方-菱方三相共存相，以提高铁电陶瓷应变性能。铁电陶瓷在40kv/cm下，应变在0.1～0.3％之间，其优点是低的外加电场，缺点是室温下的多相共存随温度变化而改变，其应变性能就会下降。
2、与现有技术相比，本发明惨杂适量钛酸锶(sitio3)降低铌酸钾钠铁电陶瓷四方-立方相转变温度，惨杂适量氧化镧(la2o3)增加铌酸钾钠铁电陶瓷相转变的弥散特性，结果，组分为0.97(k0.5na0.5)0.985la0.0050nbo3-0.03srtio3铁电陶瓷在40kv/cm下，应变达到0.16％。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，所述制备化学组成如下：0.97(k0.5na0.5)0.985la0.0050nbo3-0.03srtio3铁电陶瓷，内部陶瓷以适量钛氧化镧掺杂；
3、所述制备方法如以下步骤：(1)原料混合、烘干；(2)混合料过筛、煅烧；(3)煅烧料球磨、烘干、成型；(4)素坯排胶、烧结，之后进行物相、微观形貌测试；(5)铁电陶瓷片打磨、刷银、烧银，之后进行铁电性能及应变性能测试。
4、优选的，所述制备方法具体为以下步骤：
5、所述步骤一，原料混合10-12h，然后将原料投入到球磨机中进行研磨5h；
6、步骤二，研磨完成的原料在120℃-130℃下烘干3-5h；
7、步骤三，混合料用80目筛子过筛；
8、步骤四，混合料在900℃-1000℃下煅烧，保温3h；
9、步骤五，煅烧料的球磨10h-12h；
10、步骤六，煅烧料采用压制成型为素坯；
11、步骤七，素坯在600℃-700℃下保温2h排胶；
12、步骤八，素坯在1200℃-1300℃下烧结，保温3h；
13、步骤九，陶瓷打磨成厚度为0.6mm的铁电陶瓷片；
14、步骤十，陶瓷片烧银电极；
15、步骤十一，对0.97(k0.5na0.5)0.985la0.0050nbo3-0.03srtio3陶瓷进行铁电和应变性能测试。
16、优选的，所述加入适量la2o3以及合适的钾钠比例(k0.5na0.5)，构建了弥散的正交-四方两相共存的结构。
17、优选的，所述烧银后得到铁电陶瓷，在外电场在40kv/cm电场的作用下应变达到0.15％-0.17％。
18、优选的，所述平均晶粒尺寸为0.34μm。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20、本发明技术特点，knn基铁电陶瓷具有弥散的正交-四方两相共存结构，在40kv/cm下，应变(s％)达到0.16％，一般应变性能高于0.1％就可以用于设备中，本发明制备的铌酸钾钠基铁电陶瓷具有非常好的应变性能。
技术特征：
1.一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，其特征在于：所述制备化学组成如下：0.97(k0.5na0.5)0.985la0.0050nbo3-0.03srtio3铁电陶瓷，内部陶瓷以适量钛氧化镧掺杂；
2.根据权利要求1所述的一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体为以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，其特征在于：所述加入适量la2o3以及合适的钾钠比例(k0.5na0.5)，构建了弥散的正交-四方两相共存的结构。
4.根据权利要求1所述的一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，其特征在于：所述铁电陶瓷平均晶粒尺寸为0.34μm。
技术总结
本发明公开了一种氧化镧掺杂提高铌酸钾钠铁电陶瓷应变性能的制备方法，所述制备化学组成如下：0.97(K<subgt;0.5</subgt;Na<subgt;0.5</subgt;)<subgt;0.985</subgt;La<subgt;0.0050</subgt;NbO<subgt;3</subgt;‑0.03SrTiO<subgt;3</subgt;铁电陶瓷，内部陶瓷以适量钛氧化镧掺杂；所述制备方法如以下步骤：(1)原料混合、烘干；(2)混合料过筛、煅烧；(3)煅烧料球磨、烘干、成型；(4)素坯排胶、烧结，之后进行物相、微观形貌测试；(5)铁电陶瓷片打磨、刷银、烧银，之后进行铁电性能及应变性能测试。本发明技术特点，KNN基铁电陶瓷具有弥散的正交‑四方两相共存结构，在40kV/cm下，应变(S％)达到0.16％，一般应变性能高于0.1％就可以用于设备中，本发明制备的铌酸钾钠基铁电陶瓷具有非常好的应变性能。
技术研发人员：李敏,汪江节,陈建兵
受保护的技术使用者：池州学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23