A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
BISMUTH-FERRITE-BASED LEAD-FREE PIEZOELECTRIC CERAMIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
A bismuth-ferrite-based lead-free piezoelectric ceramic material and a preparation method therefor. The preparation method comprises: step 1, grinding and mixing raw materials at a molar ratio of Fe2O3 to Bi2O3 to TiO2 to BaCO3 to CuO to xLi2CO3 of 0.375:0.375:0.25:0.25:0.006:x, so as to obtain an original mixed material, wherein 0≤x≤0.9%; and preparing a pre-pressed sheet from the original mixed material, sintering same to obtain a pre-sintered sample, subjecting the pre-sintered sample to grinding, granulating and tabletting shaping, and sintering the resulting tabletting shaped sample, so as to obtain a bismuth-ferrite-based lead-free piezoelectric ceramic material. To address the problem of a BiFeO3-BaTiO3-based ceramic material having relatively poor crystallization properties, a relatively high sintering temperature and poor electrical properties, it is proposed to subject 0.75BiFeO3-0.25BaTiO3 to CuO-Li2CO3 co-doping modification, such that the crystallization properties thereof are significantly improved, the ceramic quality is improved, and the prepared piezoelectric ceramic material has good multifunctionality, shows a saturated ferroelectric hysteresis loop, and has significant dielectric and piezoelectric responsiveness.
L'invention concerne un matériau céramique piézoélectrique sans plomb à base de bismuth-ferrite et son procédé de préparation. Le procédé de préparation comprend : étape 1, le broyage et le mélange de matières premières à un rapport molaire de Fe2O3 à Bi2O3 à TiO2 à BaCO3 à CuO à xLi2CO3 de 0,375:0,375:0,25:0,25:0,006:x, de façon à obtenir un matériau mixte d'origine, dans laquelle 0 ≤ x ≤ 0,9 % ; et la préparation d'une feuille prépressée à partir du matériau mixte d'origine, le frittage de celle-ci pour obtenir un échantillon préfritté, la soumission de l'échantillon préfritté à un broyage, une granulation et un façonnage en comprimés, et le frittage de l'échantillon en forme de comprimés obtenu, de façon à obtenir un matériau céramique piézoélectrique sans plomb à base de bismuth-ferrite. Afin de résoudre le problème d'un matériau céramique à base de BiFeO3-BaTiO3 ayant des propriétés de cristallisation relativement faibles, une température de frittage relativement élevée et des propriétés électriques faibles, il est proposé de soumettre 0,75BiFeO3-0,25BaTiO3 à une modification par co-dopage par CuO-Li2CO3, de telle sorte que leurs propriétés de cristallisation sont significativement améliorées, la qualité céramique est améliorée, et le matériau céramique piézoélectrique préparé présente une bonne multifonctionnalité, présente une boucle d'hystérésis ferroélectrique saturée, et présente une réactivité diélectrique et piézoélectrique importante.
一种铁酸铋基无铅压电陶瓷材料及其制备方法，步骤1，将各原料摩尔比为Fe 2O 3:Bi 2O 3:TiO 2:BaCO 3:CuO:xLi 2CO 3=0.375:0.375:0.25:0.25:0.006:x，其中0≤x≤0.9％，进行研磨混合后得到原始混料；将原始混料制备预压片，经烧结后得到预烧结样品，再将预烧结样品经研磨，造粒及压片塑形后，得到压片成型样品烧结后得到铁酸铋基无铅压电陶瓷材料，针对BiFeO 3-BaTiO 3基陶瓷材料结晶性能较差，烧结温度较高，电学性能不高的问题，提出对0.75BiFeO 3-0.25BaTiO 3开展CuO与Li 2CO 3共掺杂改性，显著改善了其结晶性能，提高了陶瓷质量，具有优异的多功能性，显示饱和的电滞回线，具有显著的介电压电响应性。
BISMUTH-FERRITE-BASED LEAD-FREE PIEZOELECTRIC CERAMIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
A bismuth-ferrite-based lead-free piezoelectric ceramic material and a preparation method therefor. The preparation method comprises: step 1, grinding and mixing raw materials at a molar ratio of Fe2O3 to Bi2O3 to TiO2 to BaCO3 to CuO to xLi2CO3 of 0.375:0.375:0.25:0.25:0.006:x, so as to obtain an original mixed material, wherein 0≤x≤0.9%; and preparing a pre-pressed sheet from the original mixed material, sintering same to obtain a pre-sintered sample, subjecting the pre-sintered sample to grinding, granulating and tabletting shaping, and sintering the resulting tabletting shaped sample, so as to obtain a bismuth-ferrite-based lead-free piezoelectric ceramic material. To address the problem of a BiFeO3-BaTiO3-based ceramic material having relatively poor crystallization properties, a relatively high sintering temperature and poor electrical properties, it is proposed to subject 0.75BiFeO3-0.25BaTiO3 to CuO-Li2CO3 co-doping modification, such that the crystallization properties thereof are significantly improved, the ceramic quality is improved, and the prepared piezoelectric ceramic material has good multifunctionality, shows a saturated ferroelectric hysteresis loop, and has significant dielectric and piezoelectric responsiveness.
L'invention concerne un matériau céramique piézoélectrique sans plomb à base de bismuth-ferrite et son procédé de préparation. Le procédé de préparation comprend : étape 1, le broyage et le mélange de matières premières à un rapport molaire de Fe2O3 à Bi2O3 à TiO2 à BaCO3 à CuO à xLi2CO3 de 0,375:0,375:0,25:0,25:0,006:x, de façon à obtenir un matériau mixte d'origine, dans laquelle 0 ≤ x ≤ 0,9 % ; et la préparation d'une feuille prépressée à partir du matériau mixte d'origine, le frittage de celle-ci pour obtenir un échantillon préfritté, la soumission de l'échantillon préfritté à un broyage, une granulation et un façonnage en comprimés, et le frittage de l'échantillon en forme de comprimés obtenu, de façon à obtenir un matériau céramique piézoélectrique sans plomb à base de bismuth-ferrite. Afin de résoudre le problème d'un matériau céramique à base de BiFeO3-BaTiO3 ayant des propriétés de cristallisation relativement faibles, une température de frittage relativement élevée et des propriétés électriques faibles, il est proposé de soumettre 0,75BiFeO3-0,25BaTiO3 à une modification par co-dopage par CuO-Li2CO3, de telle sorte que leurs propriétés de cristallisation sont significativement améliorées, la qualité céramique est améliorée, et le matériau céramique piézoélectrique préparé présente une bonne multifonctionnalité, présente une boucle d'hystérésis ferroélectrique saturée, et présente une réactivité diélectrique et piézoélectrique importante.
一种铁酸铋基无铅压电陶瓷材料及其制备方法，步骤1，将各原料摩尔比为Fe 2O 3:Bi 2O 3:TiO 2:BaCO 3:CuO:xLi 2CO 3=0.375:0.375:0.25:0.25:0.006:x，其中0≤x≤0.9％，进行研磨混合后得到原始混料；将原始混料制备预压片，经烧结后得到预烧结样品，再将预烧结样品经研磨，造粒及压片塑形后，得到压片成型样品烧结后得到铁酸铋基无铅压电陶瓷材料，针对BiFeO 3-BaTiO 3基陶瓷材料结晶性能较差，烧结温度较高，电学性能不高的问题，提出对0.75BiFeO 3-0.25BaTiO 3开展CuO与Li 2CO 3共掺杂改性，显著改善了其结晶性能，提高了陶瓷质量，具有优异的多功能性，显示饱和的电滞回线，具有显著的介电压电响应性。
BISMUTH-FERRITE-BASED LEAD-FREE PIEZOELECTRIC CERAMIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREFOR
MATÉRIAU CÉRAMIQUE PIÉZOÉLECTRIQUE SANS PLOMB À BASE DE BISMUTH-FERRITE ET SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
一种铁酸铋基无铅压电陶瓷材料及其制备方法
JIANG ZHISHUI (author) / WEN LI (author) / REN WEI (author) / ZHUANG JIAN (author) / HU HAO (author)
2024-12-12
Patent
Electronic Resource
Chinese
IPC:
C04B
Kalk
,
LIME
| European Patent Office | 2022
| European Patent Office | 2023
| European Patent Office | 2022
Lead-free bismuth ferrite-based ceramic material and preparation method thereof
| European Patent Office | 2020