[发明专利]一种无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照化学式(1-x)(0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃)-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃进行配料并混合均匀，得到原料粉体，其中x表示摩尔分数，且0.04≤x≤0.10；

其中0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃粉体的制备步骤包括：

按化学式0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃将BaCO₃、Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂进行配料并混合均匀，然后过筛、压块，再经900～950℃预烧3～5小时，得到块状固体，然后将块状固体粉碎后过筛，得到0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃粉体；

Na_0.73Bi_0.09NbO₃粉体的制备步骤包括：

按化学式Na_0.73Bi_0.09NbO₃将Na₂CO₃、Bi₂O₃和Nb₂O₅进行配料并混合均匀，然后过筛、压块，再经750～850℃预烧2～4小时，得到块状固体，然后将块状固体粉碎后过120目筛，得到Na_0.73Bi_0.09NbO₃粉体；

(2)向步骤(1)获得的原料粉体中加入粘合剂，进行造粒，陈腐24～48小时后压片，再进行排胶处理得到试样；

(3)将步骤(2)排胶处理后的试样于1100～1150℃下烧结保温2～3小时，得到无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，混合均匀的过程是以无水乙醇为介质，通过球磨进行的，球磨时间为20～24小时，且球磨后均在100℃下进行烘干。

3.根据权利要求1所述的无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中粘合剂采用的是质量分数为8％的PVA水溶液。

4.根据权利要求1所述的无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中粘合剂的加入量是原料粉体质量的8％～15％。

5.根据权利要求1所述的无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的排胶处理具体是在500～600℃保温3～5小时。

6.一种由权利要求1所述的无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料的制备方法得到无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料，其特征在于，其化学式为：(1-x)(0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃)-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃，其中x为Na_0.73Bi_0.09NbO₃的摩尔分数，且0.04≤x≤0.10。

7.根据权利要求6所述的一种无铅高储能密度和储能效率陶瓷材料，其特征在于，该陶瓷材料的储能密度在1.24～1.70J/cm³，储能效率在76.95～85.73％。