[发明专利]含NaNbO3

说明书

本发明涉及含NaNbO₃相的Na₂O‑K₂O‑Nb₂O₅‑SiO₂低介电损耗储能玻璃陶瓷材料，该微晶玻璃材料是由玻璃相和晶相经混合、熔融、冷却成型、退火及晶化热处理制得的；其中，按摩尔百分数计，玻璃相占20%，余量为晶相；晶相是由摩尔比为x：(1‑x)：1的Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅加热熔融得到的，0.7≤x≤1。本发明制得的铌酸钾钠基储能微晶玻璃材料介电损耗低；本发明加入的Na₂CO₃，不仅对铌酸钾钠系统调节晶相组成，并且对于析晶过程有一定的促进作用，形成利于高储能密度的NaNbO₃相，最终得到高储能密度玻璃陶瓷材料。

技术领域

本发明涉及玻璃陶瓷材料领域，特别涉及一种含NaNbO₃相的Na₂O-K₂O-Nb₂O₅-SiO₂低介电损耗储能玻璃陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

近年来，脉冲技术的发展以及更高的应用需求对材料的耐电击穿与储能性能提出了更加严苛的要求，因此作为储能介电材料一大分支的铁电玻璃陶瓷材料越来越受到科研工作者的青睐。铁电玻璃陶瓷主要依赖于其内部玻璃相的高击穿场强与铁电晶相的良好介电性能两者相互协调匹配，最终使得材料具有较大的储能密度。

根据线性电介质的储能密度计算公式，可得储能元件的储能密度与其自身的相对介电常数与击穿场强有关。为了使玻璃陶瓷材料具有较高的储能密度，有工作在基质玻璃系统中添加Pb⁴⁺以提升其各种性能。为了实现材料的无铅化，科研工作者开始对钙钛矿型（BaTiO₃/(K,Na)NbO₃）与钨青铜型（（Sr,Ba）Nb₂O₆、Ba₂NaNb₅O₁₅）铁电材料进行研究。目前，铌酸盐玻璃陶瓷是储能玻璃陶瓷的热点研究，但大多围绕铌酸锶钡玻璃粉体或陶瓷展开研究，但是铌酸锶钡玻璃陶瓷的制备过程中所用原料较为复杂，还存在原料利用不高的缺陷；而对于铌酸钾钠玻璃陶瓷材料研究甚少。铌酸钾钠（即（K,Na）NbO₃）属于典型钙钛矿晶体结构。ABO3型的钙钛矿晶体结构是一种稳定且应用广泛的晶型是典型铁电体，不仅在铁电、压电、热释电方面有较多的研究，还在光催化、储能方面有更为新颖的研究关注热度。NaNbO₃相作为一种反铁电材料具有低的剩余极化，因此，在K₂O-Na₂O-Nb₂O₅-SiO₂系统玻璃陶瓷材料中较多的形成NaNbO₃相容易得到高储能密度的复合材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种含NaNbO₃相的Na₂O-K₂O-Nb₂O₅-SiO₂低介电损耗储能玻璃陶瓷及其制备方法，该方法原料高度均匀反应，利用率高，且制得的玻璃陶瓷材料，具有高的击穿场强、高的介电常数。

为实现上述目的，本发明玻璃陶瓷采用的技术方案是：