[发明专利]一种具有高储能密度的Rex/3(Ba0.06Bi0.47Na0.47)1‑xTi1‑xRxO3无铅反铁电陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于储能陶瓷电容器制造领域，具体涉及到一种具有高储能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃无铅反铁电陶瓷及其制备方法。

背景技术

高密度储能电容在电力、电子系统中扮演非常重要的角色，而随着脉冲电源的进一步发展，其对电容器的储能密度提出了更高的要求，提高电容器储能特性的关键在于开发具有高储能密度的介质材料。

反铁电材料因其具有很高的储能密度而使得其逐渐成为高密度储能电容器的优秀候选材料。它极高的应用价值也使对反铁电材料的研究成为了国内外研究热点。但是目前主要的反铁电材料集中在锆钛酸铅（PZT）上，而PZT基材料中的主要原料氧化铅是剧毒物质，严重威胁着我们的健康。随着世界对环境友好型材料越来越高的要求，世界各国已相继提高了对无铅系铁电陶瓷的研究与开发力度。

Bi_0.5Na_0.5TiO₃是由Smolenskii等在1960年首次合成的ABO₃型A位离子复合钙钛矿铁电体，居里温度320℃，室温下剩余极化强度P_r=38μC/cm²，是高温型优异铁电体，是当前唯一的一类可经过改性获得良好反铁电特征的无铅反铁电体，因而有了如下的对Bi_0.5Na_0.5TiO₃进行改性优化的发明内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高储能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃无铅反铁电陶瓷及其制备方法，式中，0.02≤x≤0.2，Re为La，Sm，Nd，Gd，Dy，Er，Y中的一种；R为Nb、Ta中的一种。方法采用放电等离子烧结（SPS）技术制备Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47TiO₃基无铅反铁电陶瓷。

一种具有高储能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃无铅反铁电陶瓷及其制备方法，包括如下步骤：

（1）采用传统粉体合成技术合成Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃粉体：选择高纯度（≧99.8%）的Re₂O₃、BaCO₃、Bi₂O₃、Na₂CO₃、R₂O₅、TiO₂粉末为原料，按照Re₂O₃: BaCO₃: Bi₂O₃: Na₂CO₃: R₂O₅: TiO₂ = x/6: (0.06-0.06x): (0.235-0.235x): (0.235-0.235x): x/2: (1-x)的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。