[发明专利]一种无铅反铁电体陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新的无铅反铁电体陶瓷材料，其化学计量式为0.775NBT‑0.225BSN‑xwt%MgO。本发明还公布了该陶瓷材料的制备方法，将MgO添加到0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃‑0.225BaSnO₃中，通过球磨、烘干、压块、过筛、冷等静压和烧结得到0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃‑0.225BaSnO₃‑xwt%MgO(0.775NBT‑0.225BSN‑xwt%MgO)陶瓷样品。本发明提供的0.775NBT‑0.225BSN‑xwt%MgO无铅反铁电体陶瓷材料制备工艺简单，材料成本低，绿色环保，提供了一种新的无铅的储能材料基体。

技术领域

本发明涉及高储能介质陶瓷电容器领域，具体涉及一种0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃-xwt%MgO无铅反铁电体陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷介电材料由于充放电速率快、功率密度高和耐高温性等特点，广泛应用于电力电子设备中。然而，低的储能密度导致介电材料占据了电力电子设备的25%的体积和重量，为了减小电子器件的体积和重量，迫切需要提高介电材料的储能密度。

反铁电体（AFE）由于在理想状态下具有零剩余极化（P_r）和高饱和极化（P_s），在能量储存应用中受到越来越多的关注。但是大多数的反铁电体都是含有铅的，在制备和使用过程中对环境造成很大的损害，因此需要开发无铅的反铁电体系。

Na_0.5Bi_0.5TiO₃（NBT）是由于其高的极化强度（P_s=43 μC/cm²），被认为是一种具有反铁电性的弛豫铁电体，本发明通过添加MgO，制备出了一种无铅的反铁电体陶瓷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅的反铁电体陶瓷陶瓷材料及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷。利用本发明的方法得到的陶瓷具有反铁电体特质的双电滞回线，而且较高的介电常数和较低的介电损耗和弛豫特性，制备工艺简单，材料成本低，环境友好。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无铅的反铁电体陶瓷材料，化学计量式为：0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃-xwt%MgO，式中，x wt%为MgO的添加量以0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃的质量为基数的质量百分数，x=0~7。

以及，上述无铅的反铁电体陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：