[发明专利]一种钨青铜型高储能密度陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种钨青铜型高储能密度陶瓷材料及其制备方法，1.纯相的陶瓷粉体制备，将所有称量的粉体混合均匀形成全配料；将全配料依次进行球磨、烘干和过筛，形成过筛后的出料为纯相陶瓷粉体；2.将纯相陶瓷粉体通过冷等静压压制成试样，并将制好的试样进行高温烧结得到烧结试样；3.依次打磨和清洗步骤2得到的烧结试样，在打磨和清洗后的烧结试样正反两面均匀涂覆电极浆料，将涂覆电极的试样进行烧结得到与纯相的陶瓷粉体对应的钨青铜型高储能密度陶瓷材料。本发明具有更加工艺简单，产量大，节省能源，要求制备条件低等优点。该方法制备的陶瓷纯度高，致密性好，晶粒呈短棒状均匀分布。

技术领域

本发明涉及功能陶瓷材料，具体为一种钨青铜型高储能密度陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

能源与环境是当今世界面临的最大问题和挑战，如何有效的储存能量、减少能量损耗和减轻环境负担是近年来研究人员关注的热点问题。大多数的可再生能源必须首先转换成电能，虽然电能可以通过电缆长距离输送到需要的地方，但是由于需求不同，仍然需要发展有效的电能储存技术。而电容器陶瓷是逆变设备中能量转换最为重要的元素在电场作用下，电容器陶瓷(介质陶瓷)会产生极化，可以储存和释放电荷，电容器正是利用这一特性制造而成的。为了达到高储能密度，需要通过掺杂或复合改性来找到新的基材。因此，从材料本身去寻找拓宽陶瓷电容器材料能正常工作的温度跨度的任务已经被人们提上了日程。

对于高储能密度材料主要集中在含铅材料，但这些工艺常常原料价格昂贵，配方复杂、产物有污染、反应周期长。近几年人们开始应用无铅电子材料替代含铅的材料，典型的ABO3型钙钛矿结构作为最早被应用的无铅高储能材料。因为钨青铜型结构铁电体是仅次于钙铁矿型的第二大类铁电体，以其自身优异的铁电、压电和热释电等性能，被广泛应用于电容器、存储器等领域，使得钨青铜型储能电介质材料的研究成为科学界的一股热潮。就目前而言，大部分的钨青铜结构陶瓷都是弛豫铁电体，弛豫铁电体具有剩余极化小，最大极化大，击穿场强大的优点，可产生大的储能密度。然而，它们的应用受到几种性质的限制，例如引起的低击穿场强(Eb)和高的剩余极化(Pr)导致其中有非常小的偏振差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种钨青铜型高储能密度陶瓷材料及其制备方法，该方法制备工艺简单，产量大，节省能源，要求制备条件低。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种钨青铜型高储能密度陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤，

步骤1，纯相的陶瓷粉体制备，其中，所述纯相的陶瓷粉体化学式为Ba6-2xSm2xFe1+xNb9-xO30，x＝0.6、0.7、0.8、0.9或1；分别按照摩尔比称量相应质量的BaCO3、Sm2O3、Fe2O3和Nb2O5粉体，将所有称量的粉体混合均匀形成全配料；将全配料依次进行球磨、烘干和过筛，形成过筛后的出料为纯相陶瓷粉体；

步骤2，将纯相陶瓷粉体通过冷等静压压制成试样，并将制好的试样进行高温烧结得到烧结试样；

步骤3，依次打磨和清洗步骤2得到的烧结试样，在打磨和清洗后的烧结试样正反两面均匀涂覆电极浆料，将涂覆电极的试样进行烧结得到与纯相的陶瓷粉体对应的钨青铜型高储能密度陶瓷材料。