[发明专利]一种高储能性能介质陶瓷、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种新的高储能性能介质陶瓷材料，其化学计量式为(1‑x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃‑x LaAlO₃。本发明还公布了该陶瓷材料的制备方法，将LaAlO₃添加到Na_0.5Bi_0.5TiO₃中，通过球磨、烘干、压块、过筛、冷等静压和烧结得到(1‑x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃‑x LaAlO₃((1‑x)NBT‑x LA)陶瓷样品。本发明提供的(1‑x)NBT‑x LA高储能性能介质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技术领域，具体涉及一种(1-x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃-x LaAlO₃高储能性能介质陶瓷材料、制备方法及其应用。

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。

弛豫铁电体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。但是大多数弛豫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弛豫铁电体系。

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LaAlO₃，制备出了一种高储能性能的介质陶瓷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无铅的高储能性能介质陶瓷材料、制备方法及其应用，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高的储能密度，而且较高的储能效率，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：(1-x)Na_0.5Bi_0.5TiO₃-x LaAlO₃，x=0,0.03,0.05,0.07,0.10,0.15.0.2。

以及，上述介质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：