CN110511025A - 一种nn基压电陶瓷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种NN基压电陶瓷的制备方法，其制备方法为在浆料体系中(以提前制备好的0.8625NaNbO3‑0.1BaTiO3‑0.0375SrZrO3(0.8625NN‑0.1BT‑0.0375SZ，NN‑BT‑SZ)作为原料，二甲苯及乙醇作为溶剂，磷酸三乙酯作为分散剂，聚乙二醇，邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂，聚乙烯醇缩丁醛作为粘结剂)中加入一定量的NaNbO3(NN)模板，经由流延法制备出压电厚膜，约为60‑70μm，叠层，压制成型。在烧结保温不同时间，得到织构化压电陶瓷样品，得到的织构化陶瓷压电性能优异，压电常数d33可达315pC/N，高于未织构的样品以及固相烧结所得样品，温度稳定性能好。

Description

一种NN基压电陶瓷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种NN基压电陶瓷的制备方法，属于压电陶瓷领域。
背景技术
最近，在具有温度不敏感压电性能的NaNbO3(NN)基陶瓷中报道了由R和T相组成的MPB，这表明它在实际应用中具有很大的潜力。许多研究人员研究了类似的陶瓷，如0.875NaNbO3-0.1BaTiO3-0.025CaZrO3，(0.9-x)NaNbO3-0.1BaTiO3-xBaZrO3/NaSrO3和(K0.470Na0.545)(Nb0.55Ta0.45)O3在无铅NaNbO3基陶瓷的准均匀相界(MPB)区域，并且所有这些都表现出优异的性能。但是都只是通过传统的固相烧结技术。传统的固相烧结制备出来的压电陶瓷形状不可改变，大批量工艺化生产较难，同时更重要的是压电陶瓷性能不够均一，应变需要大的驱动电场下才能展现出来，从而限制了他们的应用。
最近，刘百辉等人采用TGG法制备织构无铅0.99(K0.5Na0.5)0.95Li0.05Nb0.93Sb0.07O3-0.01CaZrO3(0.99KNLNS-0.01CZ)陶瓷。织构化的0.99KNLNS-0.01CZ陶瓷仍保持高Curie温度，并显示出优异的温度稳定性。在织构化样品中获得了高的Lotgering因子(f>85％)和大的压电常数d33(310pC/N)，与随机取向的样品相比，这几乎是两倍。使用相同的方法，姜超等使用单晶NBT-7BT模板制备0.93Na0.5Bi0.5TiO3-0.07BaTiO3(NBT-7BT)。NBT-7BT陶瓷的晶粒取向度为89％，具有优异的驱动性能，在7kV/mm下显示出高达0.7％的自由应变。此外，刘迎春等人甚至报道在具有BT模板的改性(Ba0.94Ca0.06)-(Ti0.95Zr0.05)O3(BCTZ)陶瓷中具有更大的压电性(d33＝755pC/N)。织构技术可以在固相烧结的基础上继续提高压电陶瓷的压电性能。
然而，目前尚未有具有稳定的R-T的准同型相界的NaNbO3(NN)基陶瓷采用织构技术制备的报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有优异压电性能的织构化NN基压电陶瓷的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
本发明一种NN基压电陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
1)浆料的配取
将0.8625NaNbO3-0.1BaTiO3-0.0375SrZrO3(0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ，NN-BT-SZ)陶瓷基体粉末、磷酸三乙酯加入溶剂中，进行第一次球磨混合，获得混合液，在混合液中加入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙二醇(PEG)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)进行第二次球磨混合获得陶瓷浆料，然后在陶瓷浆料中加入NaNbO3(NN)籽晶进行第三次球磨，获得待用浆料；
所述陶瓷浆料中，陶瓷基体粉体的质量分数为35％～55％；
所述NN籽晶的加入量为陶瓷基体粉末质量的1wt％～5wt％；
2)流延成型
将步骤3)得到的待用浆料，使用流延刮刀在玻璃板上进行流延，获得压电厚膜，干燥后，用刀片切割压电厚膜，层叠压电厚膜，热压成型获得陶瓷生坯；
3)烧结生成织构化陶瓷
将陶瓷生坯先于550-650℃热处理4-7h，再以5℃/min的速率继续升温，于1200-1300℃下烧结20-50h，即获得0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ织构化陶瓷。
在本发明中通过织构技术获得了0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ织构化陶瓷，得到的织构化陶瓷压电性能优异，压电常数d33可达315pC/N，高于未织构的样品以及固相烧结所得样品，温度稳定性能好。
首先本发明所制备的目标产物为0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ织构化陶瓷，对于NN-BT-SZ陶瓷，当BT含量为0.1时，NN陶瓷中形成正交相与铁电四方相共存的结构，该结构组成具有优异的压电性能。SZ作为三方相稳定剂加入使得陶瓷可以获得稳定的R—T的准同型相界，在SZ含量为0.0375-0.0425时使得压电性能更为优异佳，而发明人发现，当SZ含量为0.0375时，再结合本发明的制备方法，所得压电陶瓷的压电性能最佳。
发明人发现，首先浆料的配取是基础，在浆料中添加磷酸三乙酯作为分散剂，分散剂磷酸三乙酯可以使陶瓷粉末更好的分散进入溶剂中，调整浆料的PH和颗粒表面电荷，粘结剂为PVB以促进浆料形成压电厚膜，增塑剂为(DBP、PEG)，与粘接剂良好兼容，使压电厚膜易于弯曲增加延展性。在上述浆料体系下，可获得具有可控流动的，均匀性一致的陶瓷浆料，加入NN籽晶模板后，通过流延获得致密平整的压电厚膜。
另外，在浆料配取过程中，通过多次球磨才能获得所需性能的陶瓷浆料，通过第一次使陶瓷粉体能够很好的溶解进溶剂中，第二次球磨可以使得均匀的浆料粘度等特性达到适合流延的程度，而如果只进行一次球磨无法得到足够均匀的浆料体系。
优选的方案，所述3陶瓷基体粉体的制备过程为：以Na2CO3，Nb2O5，BaCO3，TiO2，SrCO3和ZrO2为原料，按0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ分子式计量比称量，在转速250-300r/min下，以酒精作为球磨介质进行球磨混合20-26h获得混合料，然后将混合料于800-1000℃下煅烧4-6h，最终将煅烧后粉末于转速250-300r/min下球磨20-26h，即获得0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉体。
在本发明中，原料均采用高纯的原料。
优选的方案，步骤1)中，所述溶剂为甲苯和/或乙醇，所述陶瓷浆料中，溶剂与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.8～1.5ml:1g，
作为进一步的优选，所述溶剂为甲苯与乙二醇的混合溶剂，混合溶剂中，按体积比计，乙醇：二甲苯＝3-4:6-7。
发明人发现，采用甲苯与乙醇的混合溶剂即可以具有很好的避免溶剂挥发过快，影响后续流延，又可以对陶瓷粉体具有优异的分散性。
优选的方案，步骤1)中，所述陶瓷浆料中，磷酸三乙酯与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.004～0.0085ml:1g，聚乙二醇与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.15～0.2ml:1g；邻苯二甲酸二丁酯与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.05～0.07ml:1g；聚乙烯醇缩丁醛与陶瓷基体粉体的质量比为0.05～0.1ml。
在本发明中，陶瓷浆料中的成份配比也是至关重要的，粘结剂过多会导致陶瓷烧结后陶瓷致密度较差，孔隙较多。过少会导致无法形成稳定浆料，不与玻璃板紧密结合；增塑剂过少会导致样品塑性较差易破碎，无法形成稳定的压电厚膜，过多会导致弹性较好在叠层时容易被人工拉长，导致压电厚膜变形。
优选的方案，步骤1)中，第一次球磨的转速为200-250r/min，时间为20-26h；第二次球磨的转速为250-350r/min，时间为20-26h，第三次球磨的转速为250-350r/min，时间为4-6h。
在实际操作过程中，三次球磨后所得待用浆料需进行抽真空除气泡处理，降低流延过程中气泡的含量，提高压电厚膜质量。
优选的方案，所述陶瓷浆料中，陶瓷基体粉体的质量分数为50％～55％。
优选的方案，所述NN籽晶(模板)采用两步熔盐法制备。
在本发明中，NN籽晶(模板)采用现有技术中的两步熔盐法即可。在本发明的浆料体系中，仅需加入1wt％的NN籽晶即可达到优异的织构化效果。
优选的方案，步骤1)中，所述NN籽晶的加入量为陶瓷基体粉末质量的1wt％～2wt％。
优选的方案，步骤2)中，所述流延刮刀的高度为250-300μm。
发明人发现，刮刀的高度对压电厚膜的质量具有一定的影响，使用在本发明范围内高度的刮刀可获得到的压电厚膜表面孔隙较小，且较为均匀；而如果刮刀厚度过厚，如高度为当刮刀高度为350μm时，压电厚膜表面孔隙较为明显，且出现了较大的裂纹，主要是由于刮刀高度的增加使得在流延过程中增大了与空气的接触面积，使得气泡增多，同时干燥过程中由于厚度较大，上下表面干燥速度差异较大，在表面张力的作用下使样品表面出现了裂纹。因此当刮刀高度为250μm时，可以得到最终厚度为500μm以上，致密度较高，表面光滑无明显缺陷的陶瓷生坯，得到的压电陶瓷压电性能较好。
优选的方案，步骤2)中，压电厚膜的厚度为60-70μm。
在本发明中，压电厚膜的厚度也需要有效控制，若厚度较大，上下表面干燥速度差异较大，在表面张力的作用下容易使样品表面出现了裂纹。
优选的方案，步骤2)中，压电厚膜层叠的层数为8～20层。
优选的方案，步骤2)中，热压成型的温度为70-90℃，时间为20-30min，压力为1200-1700N.
在本明中，热压的参数对材料成型具有一定的影响，温度过低会导致层与层之间无法紧密结合，粘接剂无法完全发挥作用。温度过高会破坏生坯压电厚膜结构。压力过高会将压电厚膜压碎，过低会使压电厚膜之间的气泡无法完全排出，导致致密度较差。
作为进一步的优选，步骤2)中，热压成型的温度为70-80℃，压力为1300-1600N。
优选的方案，步骤3)中，在烧结过程中将烧结坯体采用0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉末进行掩埋。烧结过程中采用陶瓷基体粉末掩埋，可以保持所需压电陶瓷材料的化学成分，获得更好压电性能。
优选的方案，所述烧结时间为30-50h。发明人发现，烧结时间对材料的织构化影响，其中40h织构度最大F＝88.42％。
有益效果
在本发明中通过织构技术获得了0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ织构化陶瓷，得到的织构化陶瓷压电性能优异，压电常数d33可达315pC/N，高于未织构的样品以及固相烧结所得样品，温度稳定性能好。
本发明使用的织构技术制备成本低、工艺简单、化学成分易于精确控制适合大批量的工业化生产。
附图说明
图1本发明中流延成型的原理图；
图2本发明制备的NN籽晶的形貌图，其中图2(a)显示了通过两步熔融盐法合成的BNN5前驱体颗粒的SEM显微照片，图2(b)显示了BNN5板的XRD图谱，图2(c)显示了NN模板的SEM显微照片，
图3为实施例1不同烧结时间所得压电陶瓷样品形貌图以及对比例1中所得未织构的压电陶瓷样品形貌图，其中图3(a)为对比例1中所得未织构压电陶瓷的样品的表面，图3(f)为对比例1中所得未织构压电陶瓷的样品的截面；其中图3(b)为实施例1中所得烧结20h所得织构化压电陶瓷的样品的表面，图3(g)为实施例1中所得烧结20h所得织构化压电陶瓷的样品的截面；图3(c)为实施例1中所得烧结30h所得织构化压电陶瓷的样品的表面；图3(h)为实施例1中所得烧结20h所得织构化压电陶瓷的样品的截面；图3(d)为实施例1中所得烧结40h所得织构化压电陶瓷的样品的表面；图3(i)为实施例1中所得烧结40h所得织构化压电陶瓷的样品的截面；图3(e)为实施例1中所得烧结50h所得织构化压电陶瓷的样品的表面；图3(j)为实施例1中所得烧结50h所得织构化压电陶瓷的样品的截面；
图4为实施例1不同烧结时间所得压电陶瓷样品的XRD图以及对比例1中所得未织构的压电陶瓷样品XRD图案；其中图4(a)为对比例1与实施例1中烧结40h所得压电陶瓷样品XRD图，图4(b)为实施例1不同烧结时间所得压电陶瓷样品的XRD图，图4(c)和图4(d)分别示出了在极化前和极化后的网纹陶瓷的(2 0 0)衍射峰在45°-47°范围内的放大倍数图。
图5为实施例1中烧结40h所得样品，与对比例1中与未织构样品的p-Eloop图。
图6为对比例1所得未织构的压电陶瓷(随机取向陶瓷)与实施例1所得织构化压电陶瓷的介电温谱，其中图6(a)为对比例1中未极化的随机取向陶瓷，；图6(b)对比例1中极化的随机取向陶瓷；图6(c)为实施例1中未极化的织构化陶瓷，和图6(d)实施例1中的极化的织构陶瓷。
图7对比例2所得样品的SEM图。
图8实施例1、实施例2、对比例6所得压电薄膜的SEM图，其中图8(a)为实施例1中刮刀高度为250μm所得压电厚膜的SEM图，图8(b)为实施例2刮刀高度为300μm所得压电厚膜的SEM图，图8(c)对比例6中刮刀高度为350μm的压电厚膜的SEM图；图8(d)为刮刀高度为250μm所得压电陶瓷断面BSED图，图8(e)为刮刀高度为300μm所得压电陶瓷断面BSED图，图8(f)刮刀高度为350μm的压电陶瓷断面BSED图。
具体实施方式
以下实施例和对比例中均的NN籽晶均采用如下步骤制备：
两步熔盐法：
第一步：使用化学纯的Na2CO3(99.8％)，Bi2O3(99.9％)，Nb2O5(99.99％)和NaCl(99.5％)粉末作为原料。首先将Na2CO3，Bi2O3和Nb2O5粉末通过在根据式(1)的化学计量比的乙醇介质中球磨12小时进行混合。然后加入NaCl粉末并再混合12小时。氧化物与NaCl的质量比等于1：1。干燥后，将混合物加热至1100℃并保持5小时。反应完成后，用去离子水洗涤产物数次以除去NaCl，得到Bi2.5Na3.5Nb5O18(BNN5)模板。
在第二步，根据式(2)称量BNN5模板和Na2CO3粉末。磁力搅拌12h后加入NaCl粉末，重量比为1：1。然后再用磁力搅拌器混合6小时。将混合物在1000-1200℃下加热3小时。通过使用HNO3和去离子水洗涤使NN模板与其他产物完全分离。第二步中的化学反应显示在式(2)和(3)中。
5Bi2O3+7Na2CO3+10Nb2O5→4Bi2.5Na3.5Nb5O18+7CO2↑ (1)
4Bi2.5Na3.5Nb5O18+3Na2CO3→20NaNbO3+5Bi2O3+3CO2↑ (2)
的Bi2O3+6HNO3→2Bi(NO3)3+3H2O
通过上述方法制备的NN籽晶的结构如图2所示，图2(a)显示了通过两步熔融盐法合成的BNN5前体颗粒的SEM显微照片，它们显示出具有光滑表面的矩形板形态。BNN5板的平均长度和厚度分别为20-30μm和1-2μm，表明它们具有较高的各向异性。BNN5板的分散性也很好，并且显示出相对均匀的粒度分布。图2(b)显示了BNN5板的XRD图谱，表明所有颗粒均为单相。由于BNN5晶体具有高度各向异性的结构，因此可以推断出BNN5在a轴和b轴上的晶粒生长比在c轴上的晶粒生长快得多。因此，容易获得适合于制备NN模板的板状形态。图2(c)显示了NN模板的SEM显微照片。可以观察到，由BNN5前体合成的NN模板具有相似的矩形板形状。NN板的平均边长为30-50μm，平均边缘宽度为10-30μm，并且平均厚度为约1-2μm。NN板还显示出高各向异性和均匀的粒度分布，满足使用TGG方法制造织构陶瓷的要求。图2(d)显示了NN板的XRD图。所有峰均与NN的PDF卡号一致。33-1270，指向纯NN单相，表明BNN5板已完全转化为钙钛矿NN模板。NN板将适用于制备基于NN的织构陶瓷。
实施例1
本实施例制备压电陶瓷多件，其他条件一样，仅是烧结时间分为为20h；30h。40h；50h。
Na2CO3(99.8％)，Nb2O5(99.99％)，BaCO3(99％)，TiO2(98％)，SrCO3(99％)和ZrO2(99％)按分子式计量比称量，通过行星式球磨将在酒精介质中混合24小时，(球磨转速300r/min)，然后在900℃下煅烧持续5小时。并取煅烧粉末球磨24小时以减小粉末粒度(球磨转速350/min)获得。接下来，将煅烧的粉末30g与溶剂(40体积％乙醇和60体积％二甲苯)25ml和分散剂(磷酸三乙酯)0.13ml通过球磨混合24小时(球磨转速250/min)。然后加入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)1.5g、聚乙二醇(PEG)4.5ml、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)1.5ml将混合物球磨(球磨转速300/min)另外20小时获得固相含量为50.72wt％的陶瓷浆料。之后将1wt％的NN模板加入混合物中并球磨(球磨转速300/min)另外4小时获得待用浆料，通过抽真空除去气泡，使浆料良好地进行带式浇铸(流延)。通过250微米高的刮刀对浆料进行带式浇铸，以在玻璃板上形成厚度为70μm的压电厚膜(从图8中可以看到的压电厚膜表面孔隙较小，且较为均匀)。干燥后，切割陶瓷生坯，层压多层片材，在80℃的温度和1300N的压力下热压30分钟，得到1mm厚的陶瓷生坯。将陶瓷生坯切成直径1厘米的小块共4块。将样品在650℃下加热6小时以除去有机物质。然后将它们以5℃/分钟的加热速率在1240℃下分别烧结20，30，40，50小时以促进纹理化(织构化)。同时，在烧结过程中，样品都用相同的NN-BT-SZ粉末组分掩埋，以保持化学成分。
图3为实施例1不同烧结时间所得压电陶瓷样品形貌图以及对比例1中所得未织构的压电陶瓷样品形貌图,从图3中可以看出时间较短大晶粒无法形成，较长孔洞增多，其中图3(d)与图3(i)显示烧结40h为最佳。
图4(a)显示了非织构和织构化0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷的XRD图案。选择烧结40小时的织构陶瓷作为比较样品。无织构和织构的陶瓷均显示出纯钙钛矿结构，没有任何第二相，表明在NN，BT和SZ之间形成了单一固溶体。与未织构的陶瓷相比，织构的陶瓷的(h 0 0)衍射峰明显增强，表明大多数晶粒与流延方向平行，而其他衍射峰则较弱。还很容易发现，NN模板在诱导织构陶瓷中的晶粒取向方面很有效。
图4(b)显示了在1240℃烧结20、30、40和50h的织构0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷的XRD图案。可以通过使用系数F[28]通过衍射峰的相对强度(1 0 0)和(2 0 0)来评估织构陶瓷的取向度。连续优化烧结温度和时间以实现高度的晶粒取向。发现在1240℃下烧结20、30、40和50h的陶瓷的晶粒取向度分别为71.73％，79.48％，88.42％和80.11％。取向度随着烧结时间从20小时增加到40小时而逐渐增加，但由于缺陷增加而降低了50小时。图4(c)和图4(d)分别示出了在极化前和极化后的网纹陶瓷的(2 0 0)衍射峰在45°-47°范围内的放大倍数，其中极化条件为4kV/mm,常温油浴极化。极化后，所有陶瓷均显示出明显的(20 0)衍射峰分裂，表明菱形相和四方相共存于陶瓷中。
图5为实施例1中烧结40h所得样品，与对比例1中与未织构样品的介p-Eloop图。可以看到在所有样品中，发现通过施加外部电场获得的残余极化和最大极化是相似的。织构化陶瓷的残余极化为16.52μC/cm2，而非织构化陶瓷的剩余极化为16.04μC/cm2。同时，织构陶瓷的矫顽场强度为14kV/cm，明显高于未织构陶瓷。织构陶瓷的P-E环更加对称。这主要是由于在高应用的情况下，与未织构陶瓷相比，织构化陶瓷的漏电流更小。
图6为对比例1所得未织构的压电陶瓷(随机取向陶瓷)与实施例1所得织构化压电陶瓷的介电温谱，在1kHz，10kHz，100kHz和500kHz下测量的介电常数和损耗角正切的温度依赖性，图中显示了极化前后随机取向和织构化的0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷的介电常数和损耗角正切与温度的关系，该陶瓷在1240℃烧结40h(在1kHz，10kHz下测量)，100kHz和500kHz。对于随机取向和织构化的样品，最大相对介电常数(Tm)温度分别约为85℃和92℃。所有样品的介电损耗均小于0.1。织构陶瓷的介电损耗随频率变化更加明显，而非织构陶瓷的介电损耗与频率无关。对于极化样品，介电常数会随着温度接近特定温度而突然增加。这被称为铁电到弛豫转变温度(TF-R)，其中长程有序铁电态转变为弛豫态。随机样品和织构样品的铁电弛豫相变(TF-R)分别在大约63.4℃和64.4℃发生。在TF-R温度下，介电常数和损耗与测量频率之间的关系很弱。当温度超过TF-R温度时，介电常数和损耗会随频率显着变化。
表1不同织构时间压电陶瓷的性能
实施例2
(固含量38.2％)
Na2CO3(99.8％)，Nb2O5(99.99％)，BaCO3(99％)，TiO2(98％)，SrCO3(99％)和ZrO2(99％)按分子式计量比称量，通过行星式球磨将在酒精介质中混合24小时，(球磨转速250r/min)，然后在900℃下煅烧持续5小时。并取煅烧粉末球磨24小时以减小粉末粒度(球磨转速300/min)获得。接下来，将煅烧的粉末30g与溶剂(40体积％乙醇和60体积％二甲苯)45ml和分散剂(磷酸三乙酯)0.25ml通过球磨混合24小时。然后加入聚乙烯醇缩丁醛(PVB)3g、聚乙二醇(PEG)6ml、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)2ml将混合物球磨另外20小时获得固相含量为38.2wt％的陶瓷浆料。之后将1wt％的NN模板加入混合物中并球磨另外4小时获得待用浆料，通过抽真空除去气泡，使浆料良好地进行带式浇铸(流延)。通过300微米高的刮刀对浆料进行带式浇铸，以在玻璃板上形成厚度为60μm的压电厚膜。干燥后，切割陶瓷生坯，层压多层片材，在70℃的温度和1600N的压力下热压25分钟，得到1mm厚的陶瓷生坯。将陶瓷生坯切成直径1厘米的小块。将样品在550℃下加热6小时以除去有机物质。然后将它们以5℃/分钟的加热速率在1240℃下烧结40小时以促进织构化。同时，在烧结过程中，所有样品都用相同的NN-BT-SZ粉末组分掩埋，以保持化学成分。
对比例1
其他条件与实施例1相同，烧结40h，只是不加入NN籽晶，最终获得未织构的压电陶瓷。
对比例2
其他条件与实施例1相同，烧结40h，仅烧结时间为1340℃。从图7中可以看到样品表面缺陷较多。
对比例3
其他条件与实施例1相同，烧结40h，仅DBP的加入量为3ml，结果配成的待用浆料，流延在玻璃板上的压电厚膜粘在玻璃板上。
对比例3
其他条件与实施例1相同，烧结40h，仅PVB的加入量为1g,结果流延在玻璃板上的压电厚膜塑形较差被压碎。
对比例4
其他条件与实施例1相同，，烧结40h，仅PEG为3ml，DBP为1ml；PVB为1g，结果样品过稀，流动不可控。
对比例5
其他条件与实施例1相同，烧结40h，仅是烧结时没有采用0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉末掩埋，结果烧结时如果没有埋烧会导致样品表面金属钠损失过多，介电损耗大于1。
对比例6
其他条件与实施例1相同，使用刮刀为350μm所得压电厚膜，从图8中可以看到可以看出压电厚膜表面孔隙较为明显，且出现了较大的裂纹。

Claims (10)

1.一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)浆料的配取
将0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉末、磷酸三乙酯加入溶剂中，进行第一次球磨混合，获得混合液，在混合液中加入聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、邻苯二甲酸二丁酯进行第二次球磨混合获得陶瓷浆料，然后在陶瓷浆料中加入NN籽晶进行第三次球磨，获得待用浆料；
所述陶瓷浆料中，陶瓷基体粉体的质量分数为35％～55％；
所述NN籽晶的加入量为陶瓷基体粉末质量的1wt％～5wt％；
2)流延成型
将步骤3)得到的待用浆料，使用流延刮刀在玻璃板上进行流延，获得压电厚膜，干燥后，用刀片切割压电厚膜，层叠压电厚膜，热压成型获得陶瓷生坯；
3)烧结生成织构化陶瓷
将陶瓷生坯先于550-650℃热处理4-7h，再以4-6℃/min的速率继续升温，于1200-1300℃下烧结20-50h，即获得0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ织构化陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述按陶瓷基体粉体的制备过程为，以Na2CO3，Nb2O5，BaCO3，TiO2，SrCO3和ZrO2为原料，按0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ分子式计量比称量，在转速250-300r/min下，以酒精作为球磨介质进行球磨混合20-26h获得混合料，然后将混合料于800-1000℃下煅烧4-6h，最终将煅烧后粉末于转速250-300r/min下球磨20-26h，即获得按0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉体。
3.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述溶剂为二甲苯和/或乙醇，所述陶瓷浆料中，溶剂与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.8～1.5ml:1g。
4.根据权利要求3所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：所述溶剂为二甲苯与乙醇的混合溶剂，混合溶剂中，按体积比计，乙醇：二甲苯＝3-4:6-7。
5.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述陶瓷浆料中，磷酸三乙酯与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.004～0.0085ml:1g，聚乙二醇与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.15～0.2ml:1g；邻苯二甲酸二丁酯与陶瓷基体粉体的液固体积质量比为0.05～0.07ml:1g；聚乙烯醇缩丁醛与陶瓷基体粉体的质量比为0.05～0.1ml。
6.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤1)中，步骤1)中，第一次球磨的转速为200-250r/min，时间为20-26h；第二次球磨的转速为250-350r/min，时间为20-26h，第三次球磨的转速为250-350r/min，时间为4-6h。
7.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述流延刮刀的高度为250-300μm。
8.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤2)中，压电厚膜的厚度为60-70μm，压电厚膜层叠的层数为8～20层。
9.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤2)中，热压成型的温度为70-90℃，时间为20-30min，压力为1200-1700N。
10.根据权利要求1所述的一种NN基压电陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤3)中，在烧结过程中将烧结坯体采用0.8625NN-0.1BT-0.0375SZ陶瓷基体粉末进行掩埋。
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