權(quán)利要求書： 1.一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，該鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷由通式為(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，0.01≤x≤0.05的三種不同x值的陶瓷粉體等質(zhì)量混合后在1080?1200℃燒結(jié)10?20h而成的，其特征在于包括以下步驟：（1）以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式配比計(jì)算所需各原料的質(zhì)量，合成不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；

（2）配料：首先將K2CO3和Na2CO3分別烘干，然后與其他原料混料后用行星球磨機(jī)進(jìn)行初次球磨得到濕法漿料；

（3）初次燒結(jié)：將步驟（2）得到的濕法漿料烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，送入箱式馬弗爐，在800?900℃保溫6?10h進(jìn)行合成，隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；

（4）二次球磨：將步驟（3）中得到預(yù)燒結(jié)干料再次用行星球磨機(jī)球磨得到濕法漿料；

（5）烘干過篩：將步驟（4）得到的濕法漿料烘干后過篩獲得不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；

（6）混合研磨：分別稱取相同質(zhì)量的三種x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體混合后置于同一研缽中進(jìn)行混合研磨過篩；

（7）造粒：在混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%?4%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后烘干，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；

（8）冷等靜壓成型：將步驟（7）中烘干后的粉體研磨過篩，用模具壓成陶瓷胚體后在

500?700℃保溫1?3h進(jìn)行排膠；

（9）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以10?20℃/min的升溫速率在1080?1200℃燒結(jié)10?20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；

（10）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在500?700℃下保溫20?30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30?60min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）和步驟（4）中行星球磨以無水乙醇為球磨介質(zhì)，按直徑5mm氧化鋯球珠與2mm氧化鋯球珠的質(zhì)量比為1：2進(jìn)行球珠混合，原料：球磨珠：無水乙醇質(zhì)量比為1：8：5的配比放入球磨罐中，球磨機(jī)以400?600rpm轉(zhuǎn)速球磨8?15h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）、步驟（8）和步驟（10）中升溫速率為3?5℃/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（8）中模具壓成陶瓷胚體直徑為8?10mm，厚度為1?2mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中將K2CO3和Na2CO3分別在200?250℃烘干2?5h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）、步驟（5）和步驟（7）中烘干溫度為80?90℃，烘干時(shí)間為2?5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，其特征在于：所述步驟（5）、步驟（6）和步驟（8）中過75?100目網(wǎng)篩。

說明書： 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于無鉛壓電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷及其制備。背景技術(shù)[0002] 具有機(jī)電轉(zhuǎn)換能力的壓電陶瓷因其高精度、快速的應(yīng)變響應(yīng)和較大的阻斷力，被廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、超聲換能器、傳感器和機(jī)械能量采集器等領(lǐng)域。近年來，鋯鈦酸鉛(PZT)基壓電陶瓷因具有優(yōu)異的壓電性能而被廣泛應(yīng)用，但PZT基壓電陶瓷中含有大量的鉛，對(duì)環(huán)境及人體健康具有很大的危害性，被世界多國(guó)明令禁止。鈮酸鉀鈉(KNN)基無鉛壓電陶瓷具有良好的壓電性能、環(huán)境友好等特點(diǎn)，有望部分替代PZT基壓電陶瓷，因此受到研究者的廣泛關(guān)注。KNN基陶瓷的電學(xué)性能主要通過相界設(shè)計(jì)和制備工藝優(yōu)化來提高。例如，通過化學(xué)修飾在室溫附近構(gòu)建多態(tài)相變（PPT）區(qū)域已被證實(shí)是增強(qiáng)KNN陶瓷機(jī)電性能的有效方法。據(jù)報(bào)道，將鈣鈦礦物質(zhì)(如BaZrO3、CaZrO3、(Bi，Na)ZrO3)摻入KNN基體中，可以壓縮正交（O）相的溫度區(qū)域，構(gòu)建菱方（R）?四方（T）相共存區(qū)域，從而顯著提高室溫壓電性能。目前，KNN基陶瓷的d33值已達(dá)到400pC/N以上，與商業(yè)PZT基陶瓷相當(dāng)。山東大學(xué)的張家良課題組利用固相法制備了KNNS?BNZ陶瓷，獲得了在室溫條件下具有極好性能d33=512pC/N，kp=0.56的KNN基陶瓷。四川大學(xué)的吳家剛課題組通過固相合成法制備了性能更為優(yōu)異的KNNS?BNZ?BZ陶瓷，其d33=610pC/N，kp=0.58。以上研究表明，利用傳統(tǒng)固相合成法，通過組分設(shè)計(jì)來對(duì)KNN進(jìn)行改性，使得KNN陶瓷在室溫下構(gòu)建多相共存，可以獲得具有優(yōu)異壓電性能的KNN基壓電陶瓷。[0003] 盡管近年來壓電陶瓷壓電性能有了很大的提升，但是單一的高壓電性并不能滿足器件在實(shí)際應(yīng)用過程中的需求，陶瓷的溫度穩(wěn)定性也被認(rèn)為是一個(gè)重要的問題。多相共存的KNN基陶瓷內(nèi)的相界不同于PZT陶瓷中的準(zhǔn)同型相界(MPB)，稱為多晶型相界(PPB)。MPB是一種組分不隨溫度改變的相界，因此在不同的溫度下PZT陶瓷的兩相含量不變，使其保持優(yōu)異的壓電性能。但是，目前報(bào)道的PPB其組分受溫度的影響較大，兩相共存相的比例隨溫度的變化使其壓電性能不穩(wěn)定。同時(shí)，KNN基陶瓷的壓電性能對(duì)成分的變化較為敏感且其燒結(jié)溫度窗口較窄。因此，提高工藝穩(wěn)定性，能重復(fù)制備高性能的KNN陶瓷，是實(shí)現(xiàn)其實(shí)用化的關(guān)鍵。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)而提供一種具有較高壓電性能和良好溫度穩(wěn)定性的鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷。[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供上述鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法。[0006] 為解決本發(fā)明的技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：[0007] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷，是由通式為(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，0.01≤x≤0.05的三種不同x值的陶瓷粉體等質(zhì)量混合后在1080?1200℃燒結(jié)10?20h而成的。[0008] 所述x值為0.01、0.02、0.03、0.035、0.04、0.05。[0009] 上述鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷，首先，分別合成不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；其次，選取三種不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體，等質(zhì)量混合后研磨過篩，然后進(jìn)行冷等靜壓成型得到鈮酸鉀鈉基陶瓷生胚；最后，將制備的鈮酸鉀鈉基陶瓷生胚利用以10?20℃/min的升溫速率進(jìn)行燒制，進(jìn)行被銀、極化后得到鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品。

[0010] 上述鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，包括以下步驟：[0011] （1）以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式配比計(jì)算所需各原料的質(zhì)量，用于合成不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0012] （2）配料：首先將K2CO3和Na2CO3分別烘干，然后與其他原料混料后用行星球磨機(jī)進(jìn)行初次球磨得到濕法漿料；[0013] （3）初次燒結(jié)：將步驟（2）得到的濕法漿料烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，送入箱式馬弗爐，在800?900℃保溫6?10h進(jìn)行合成，隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0014] （4）二次球磨：將步驟（3）中得到預(yù)燒結(jié)干料再次用行星球磨機(jī)球磨得到濕法漿料；[0015] （5）烘干過篩：將步驟（4）得到的濕法漿料烘干后過篩獲得不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0016] （6）混合研磨：分別稱取相同質(zhì)量的三種x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體混合后置于同一研缽中進(jìn)行混合研磨過篩；[0017] （7）造粒：在混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%?4%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后烘干，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0018] （8）冷等靜壓成型：將步驟（7）中烘干后的粉體研磨過篩，用模具壓成陶瓷胚體后在500?700℃保溫1?3h進(jìn)行排膠；[0019] （9）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以10?20℃/min的升溫速率在1080?1200℃燒結(jié)10?20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0020] （10）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在500?700℃下保溫20?30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30?60min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品。

[0021] 所述步驟（2）和步驟（4）中行星球磨以無水乙醇為球磨介質(zhì)，按直徑5mm：2mm氧化鋯球珠的質(zhì)量比為1：2進(jìn)行球珠混合，原料：球磨珠：無水乙醇質(zhì)量比為1：8：5的配比放入球磨罐中，球磨機(jī)以400?600rpm轉(zhuǎn)速球磨8?15h。[0022] 所述步驟（3）、步驟（8）和步驟（10）中升溫速率為3?5℃/min。[0023] 所述步驟（8）中模具壓成陶瓷胚體直徑為8?10mm，厚度為1?2mm。[0024] 所述步驟（2）中將K2CO3和Na2CO3分別在200?250℃烘干2?5h。[0025] 所述步驟（3）、步驟（5）和步驟（7）中烘干溫度為80?90℃，烘干時(shí)間為2?5h。[0026] 所述步驟（5）、步驟（6）和步驟（8）中過75?100目網(wǎng)篩。[0027] 本發(fā)明提供的鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷具有較高壓電性能和溫度穩(wěn)定性，經(jīng)過傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法制備，其工藝較為簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，可用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明通過三種不同組分的陶瓷粉體等質(zhì)量混合燒結(jié)而成，與現(xiàn)有的單組分技術(shù)相比，一方面可以構(gòu)建彌散相界，提高壓電陶瓷的壓電性能，另一方面可以在較寬的溫區(qū)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)連續(xù)的相變，提升陶瓷壓電性能的溫度穩(wěn)定性。同時(shí)利用快速升溫?zé)Y(jié)方式在1080?1200℃獲得最優(yōu)的性能，最大壓電常數(shù)d33=370pC/N、平面機(jī)電耦合系數(shù)kp=0.53，居里溫度為262℃。在提升鈮酸鉀鈉基無鉛壓電陶瓷的壓電性能的同時(shí)，提高了電學(xué)性能的溫度穩(wěn)定性，為其在壓電響應(yīng)靈敏的傳感器、濾波器、驅(qū)動(dòng)器等方面提供了廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明與已有的多層技術(shù)相比，不同組分充分混合在制備上更為便捷，重復(fù)率高，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)用傳統(tǒng)固相法制備具有高性能和良好溫度穩(wěn)定性的鈮酸鉀鈉基陶瓷提供了一種新的思路。附圖說明[0028] 圖1為本發(fā)明得到的不同x下單組分鈮酸鉀鈉基陶瓷成品X射線衍射圖譜；[0029] 圖2為本發(fā)明得到的三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷與x=0.03、0.035和0.04的鈮酸鉀鈉基陶瓷低溫介電溫譜對(duì)比圖；[0030] 圖3為本發(fā)明得到的三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷與x=0.03、0.035和0.04的鈮酸鉀鈉基陶瓷高溫介電溫譜對(duì)比圖；[0031] 圖4為本發(fā)明得到的三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷與x=0.035的鈮酸鉀鈉基陶瓷的諧振頻率Fs和介電常數(shù)的溫度特性曲線對(duì)比圖；[0032] 圖5為本發(fā)明得到的三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷的顯微示意圖。具體實(shí)施方式[0033] 以下通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體、完整的描述，所述實(shí)施例僅是部分實(shí)施例，不是全部的實(shí)施例。[0034] 實(shí)施例1[0035] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0036] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.01計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0037] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱220℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0038] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為5℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0039] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0040] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0041] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0042] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0043] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0044] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0045] 實(shí)施例2[0046] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0047] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.02計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0048] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱200℃下5h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0049] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為3℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0050] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0051] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0052] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0053] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0054] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0055] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0056] 實(shí)施例3[0057] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0058] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.03計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0059] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱250℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0060] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為5℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0061] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0062] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱90℃烘烤5h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0063] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0064] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0065] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0066] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0067] 實(shí)施例4[0068] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0069] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.035計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0070] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱220℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0071] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至800℃，升溫速率為5℃/min，預(yù)燒10h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0072] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0073] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0074] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0075] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0076] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0077] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0078] 實(shí)施例5[0079] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0080] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.04計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0081] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱220℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以600rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨8h，得到濕法漿料；[0082] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為3℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0083] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0084] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0085] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0086] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0087] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0088] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0089] 實(shí)施例6[0090] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0091] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.05計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0092] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱220℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0093] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為5℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0094] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0095] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過100目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0096] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0097] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0098] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0099] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0100] 實(shí)施例7[0101] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0102] （1）計(jì)算：以K2CO3、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3、Bi2O3、HfO2為原料，按照化學(xué)式(1?x)(K0.48Na0.52)(Nb0.955Sb0.045)O3?x(Bi0.5,Na0.5)HfO3，x=0.06計(jì)算所需各原料的質(zhì)量；[0103] （2）配料：將K2CO3和Na2CO3分別置于烘箱220℃下2h烘干去除水分，之后按照計(jì)算的原料質(zhì)量稱取，將稱取原料放入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合作為球磨珠，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)中以400rpm轉(zhuǎn)速進(jìn)行初次球磨15h，得到濕法漿料；[0104] （3）初次燒結(jié)：將得到的漿料放入烘箱中在80℃烘烤2h烘干得到干粉，之后裝入坩堝中壓緊，蓋好坩堝蓋，將其送入箱式馬弗爐中，升溫至900℃，升溫速率為5℃/min，預(yù)燒6h隨爐冷卻至室溫得到預(yù)燒結(jié)干料；[0105] （4）二次球磨：將預(yù)燒結(jié)干料移入球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質(zhì)，以質(zhì)量比為1:2，直徑5mm和直徑2mm的氧化鋯珠混合進(jìn)行第二次球磨，原料:球磨珠:無水乙醇質(zhì)量比為1:8:5，在行星式球磨機(jī)400rpm轉(zhuǎn)速中球磨15h；[0106] （5）烘干過篩：球磨得到的漿料放入烘箱80℃烘烤2h烘干，對(duì)烘干的粉料進(jìn)行研磨處理，并過75目的篩網(wǎng)，得到粒度較細(xì)、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體；[0107] （6）造粒：在陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0108] （7）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0109] （8）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0110] （9）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0111] 實(shí)施例8[0112] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0113] （1）混合研磨：分別稱取相同質(zhì)量的實(shí)施例3、4和5中分別制備的三種不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體，混合后置于同一研缽中進(jìn)行混合研磨過75目篩；[0114] （2）造粒：在混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過75目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0115] （3）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度1.5mm的圓片型陶瓷胚體，然后在650℃保溫2h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0116] （4）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以15℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0117] （5）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在600℃下保溫30min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試；[0118] 對(duì)實(shí)施例1?8制備的鈮酸鉀鈉無鉛壓電陶瓷結(jié)構(gòu)和性能分析如下：[0119] （一）結(jié)構(gòu)分析[0120] 圖1為實(shí)施例1 7燒結(jié)制備的鈮酸鉀鈉基陶瓷圓片X射線衍射圖譜，由圖可知，所有~實(shí)施例樣品均為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，且無任何雜相。在2θ=45.5°處可以看到(Bi，Na)HfO3的摻雜濃度顯著影響了衍射峰的位置和形狀，表明BNH的摻雜產(chǎn)生了相演變。在x=0.01時(shí)，陶瓷樣品處于O相，隨著BNH的摻雜濃度逐漸增加，燒結(jié)陶瓷處于O?T兩相共存，在x=0.035時(shí)，兩相占比較為接近。隨后，T相占比隨著BNH摻雜濃度的增加而增加，在x=0.06時(shí)，完全轉(zhuǎn)變成了T相；

[0121] （二）性能分析[0122] 圖2為實(shí)施例3 5和8固相法燒結(jié)鈮酸鉀鈉基陶瓷在1kHz頻率下測(cè)得的低溫介電溫~譜，可以看出三組分混合陶瓷在?80℃ 70℃范圍內(nèi)具有多個(gè)連續(xù)相變峰，而單一BNH組分摻~

雜只有兩個(gè)相變峰，顯示高壓電性能的溫區(qū)較窄，溫度穩(wěn)定性不如三組分混合陶瓷。圖3為實(shí)施例3 5和8固相法燒結(jié)鈮酸鉀鈉基陶瓷在1kHz頻率下測(cè)得的高溫介電溫譜，高溫介電溫~

譜顯示三組分混合陶瓷的Tc為262℃，壓電性能最好的實(shí)施例4的Tc為250℃，三組分陶瓷在Tc上提高了12℃，這有利于拓寬陶瓷的應(yīng)用溫區(qū)。并且三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷的壓電常數(shù)d33=371pC/N，kp=0.53，具有良好的壓電性能。圖4為實(shí)施例4和8的Fs和εr的溫度特性曲線，從圖中看出在?50~150℃的溫度范圍內(nèi)，兩個(gè)實(shí)施例的Fs變化均在0.8‰以下，x=0.035樣品的εr變化在16‰以下，三組分混合陶瓷的εr變化在12‰以下，與單組分相比，三組分混合陶瓷的溫度穩(wěn)定性更好，與商用鉛基陶瓷可媲美，這是因?yàn)椴煌M分具有的相不同，進(jìn)行混合后構(gòu)成的彌散相界對(duì)陶瓷的高壓電性能和溫度穩(wěn)定性有突出貢獻(xiàn)，由圖5的三組分混合陶瓷的顯微示意圖所示。

[0123] 實(shí)施例9[0124] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0125] （1）混合研磨：分別稱取相同質(zhì)量的實(shí)施例2、4和6中分別制備的三種不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體，混合后置于同一研缽中進(jìn)行混合研磨過100目篩；[0126] （2）造粒：在混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入80℃烘箱烘2h烘干后進(jìn)行研磨處理并過100目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0127] （3）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑10mm，厚度2mm的圓片型陶瓷胚體，然后在500℃保溫3h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為3℃/min；[0128] （4）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以20℃/min快速升溫至1080℃燒結(jié)20h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0129] （5）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在700℃下保溫20min，升溫速率為5℃/min，隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化30min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0130] 實(shí)施例10[0131] 一種鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷的制備方法，具體步驟如下：[0132] （1）混合研磨：分別稱取相同質(zhì)量的實(shí)施例2、4和6中分別制備的三種不同x值的鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體，混合后置于同一研缽中進(jìn)行混合研磨過75目篩；[0133] （2）造粒：在混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的聚乙烯醇溶液攪拌均勻后放入90℃烘箱烘5h烘干后進(jìn)行研磨處理并過100目的篩網(wǎng)，其中混合鈮酸鉀鈉基陶瓷粉體：聚乙烯醇溶液質(zhì)量比為10：3；[0134] （3）冷等靜壓成型：利用模具壓制成直徑8mm，厚度1mm的圓片型陶瓷胚體，然后在700℃保溫1h進(jìn)行排膠，其中升溫速率為5℃/min；[0135] （4）快速升溫?zé)Y(jié)：對(duì)排膠后陶瓷胚體在以10℃/min快速升溫至1200℃燒結(jié)10h，隨爐冷卻至室溫后得到陶瓷樣品；[0136] （5）極化：將陶瓷樣品進(jìn)行被銀處理，被銀條件為陶瓷樣品表面掛銀漿后在500℃下保溫30min，升溫速率為3℃/min隨爐冷卻后在室溫下硅油浸泡中極化50min，極化電場(chǎng)為3k/mm，獲得鈣鈦礦型鈮酸鉀鈉基陶瓷成品，經(jīng)極化后放置24h后即可進(jìn)行性能測(cè)試。[0137] 綜上所述，本發(fā)明提供的三組分混合鈮酸鉀鈉基陶瓷壓電性能優(yōu)良，居里溫度較高，溫度穩(wěn)定性較好，可應(yīng)用于傳感器，在未來取代鉛基壓電陶瓷具有重大意義。