本发明涉及无铅铁电陶瓷材料，具体涉及一种高压电性能的无铅铁电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
1、(k,na)nbo3基无铅压电陶瓷发现于1950年，该体系具有居里温度高、机械品质因数高、机电耦合因数大、压电性能好等优点，但是由于碱金属元素高温烧结时挥发严重，传统的高温烧结工艺难以制备出组织致密的陶瓷。2004年，日本的saito等通过li、ta、sb共掺杂并利用反应模板定向生长法(rtgg)法成功制备出高性能的(k,na)nbo3基织构陶瓷，其压电常数d33达416pc/n，在压电性能上可与pzt相媲美，从而掀起了研究(k,na)nbo3基无铅压电陶瓷的高潮。离子掺杂是改善knn陶瓷性能的一种有效方法,许多研究人员在knn陶瓷中引入一种或多种离子来提高压电性能。其中，mn掺杂引起了极大的关注。首先，适量mn的加入可以提高介电常数εr，进而提高压电系数d33。另一方面，高含量mn掺杂可以形成缺陷偶极子，并对畴壁的运动产生钉扎效应，可以提高knn基陶瓷的机械品质因数(qm)，降低介电损耗(tanδ)。此外,mn的引入有利于晶粒长大,大晶粒尺寸大有利于提高压电性能。
2、该方法的基本工艺流程是在陶瓷粉体中加入少量的kmno4溶液，用研钵对液相溶剂和陶瓷粉体的混合物进行充分研磨，使陶瓷粉末表面均匀润湿，而后将研磨好的粉体装入模具中，外施单轴压力，同时采用加热装置对模具进行加热，在升至一定温度后，保温保压一段时间后制得致密的陶瓷材料，之后再将陶瓷材料进行高温固相烧结。
3、通过该方法制备得到的陶瓷致密度高，具有较高的压电性能，为制备新型的铁电陶瓷材料提供借鉴和指导。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种高压电性能的无铅铁电陶瓷材料及其制备方法。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高压电性能的无铅铁电陶瓷材料，所述无铅铁电陶瓷材料由如下质量百分比的组分组成：95.5％k0.5na0.5nb0.965sb0.035o3，3％bi0.5na0.5zr0.8sn0.2o3，1.5％bazro3。
3、本发明的第二个目的在于提供一种高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
4、s1、称取na2co3，k2co3，nb2o5，sb2o3，baco3，bi2o3，sno2和zro2混合后得到原料，将原料依次进行球磨、烘干、压片和保温得到knns-bnzs-bz生胚；
5、s2、将步骤s1得到的knns-bnzs-bz生胚经过碾碎处理得到粉体，将粉体再次进行球磨和烘干得到前驱体粉末；
6、s3、将步骤s2得到的前驱体粉末与kmno4溶液混合均匀后研磨，以kmno4溶液为液相，将研磨后得到的粉末放入热压机中经过冷烧处理，得到坯件；
7、s4、将步骤s3得到的坯件烘干后进行高温烧结处理，得到高压电性能的无铅铁电陶瓷材料。
8、作为优选，所述步骤s1中，na2co3，k2co3，nb2o5，sb2o3，baco3，bi2o3，sno2和zro2的纯度≥99％。
9、作为优选，所述步骤s1中，球磨的参数如下，原料的体积:玛瑙球子体积:球磨介子无水乙醇的体积比为1:(1～1.2):(1～1.5)，球磨的时间≥12h。
10、作为优选，所述步骤s1中，烘干的温度为80℃。
11、作为优选，所述步骤s1中，压片的压力为5-80mpa。
12、作为优选，所述步骤s1中，保温的参数如下：温度为850℃，时间为6h。
13、作为优选，所述步骤s2中，球磨的时间≥12h，烘干的温度为80℃。
14、作为优选，所述步骤s3中，冷烧处理的参数如下：温度为225℃，压力为单轴压力且为200-800mpa。
15、作为优选，所述步骤s4中，高温烧结处理的参数如下：温度为1090-1120℃，时间为3h。
16、与现有技术相比，本发明具有如下优点：
17、本发明在陶瓷的制备过程中，所有涉及的化学反应都在空气中进行，且knns-bnzs-bz:0.002kmno4陶瓷表现出具有良好的铁电、介电性能，且该方法作为一种新型的烧结方法，为制备复合陶瓷提供了良好的途径。
1.一种高压电性能的无铅铁电陶瓷材料，其特征在于，所述无铅铁电陶瓷材料由如下质量百分比的组分组成：95.5％k0.5na0.5nb0.965sb0.035o3，3％bi0.5na0.5zr0.8sn0.2o3，1.5％bazro3。
2.一种如权利要求1所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，na2co3，k2co3，nb2o5，sb2o3，baco3，bi2o3，sno2和zro2的纯度≥99％。
4.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，球磨的参数如下，原料的体积:玛瑙球子体积:球磨介子无水乙醇的体积比为1:(1～1.2):(1～1.5)，球磨的时间≥12h。
5.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，烘干的温度为80℃。
6.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，压片的压力为5-80mpa。
7.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，保温的参数如下：温度为850℃，时间为6h。
8.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，球磨的时间≥12h，烘干的温度为80℃。
9.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，冷烧处理的参数如下：温度为225℃，压力为单轴压力且为200-800mpa。
10.如权利要求2所述的高压电性能的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，高温烧结处理的参数如下：温度为1090-1120℃，时间为3h。
