[发明专利]一种无铅高储能密度和高储能效率的陶瓷电介质及其制备方法

权利要求书

1.一种无铅高储能密度和高储能效率的陶瓷电介质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，选用Bi₂O₃、BaCO₃、Na₂CO₃、TiO₂、SrCO₃、Al₂O₃和Nb₂O₅作为原料，按照化学式0.80Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.20SrNb_0.5Al_0.5O₃称取，制备得到BNTSNA陶瓷粉体；

步骤2，选用所述Bi₂O₃、所述BaCO₃、所述Na₂CO₃和所述TiO₂作为原料，按照化学式0.94Bi_0.55Na_0.45TiO₃-0.06BaTiO₃称取，制备得到BNBT陶瓷粉体；

或选用所述Bi₂O₃、所述Na₂CO₃、所述TiO₂和所述SrCO₃作为原料，按照化学式0.75Bi_0.52Na_0.48TiO₃-0.25SrTiO₃称取，制备得到BNST陶瓷粉体；

步骤3，选用所述BNTSNA陶瓷粉体作为外层陶瓷粉体，选用所述BNBT陶瓷粉体或所述BNST陶瓷粉体作为内层陶瓷粉体；

或选用所述BNTSNA陶瓷粉体作为内层陶瓷粉体，选用所述BNBT陶瓷粉体或所述BNST陶瓷粉体作为外层陶瓷粉体；

步骤4，向所述外层陶瓷粉体中按照所述外层陶瓷粉体质量的50%-55%添加无水乙醇、90%-100%添加丁酮、3%-3.5%添加分散剂、9%-9.5%添加黏结剂、3%-3.5%添加邻苯二甲酸二丁酯、3%-3.5%添加聚乙二醇，制备外层陶瓷浆料；

步骤5，向所述内层陶瓷粉体中按照所述内层陶瓷粉体质量的50%-55%添加无水乙醇、90%-100%添加丁酮、3%-3.5%添加分散剂、9%-9.5%添加黏结剂、3%-3.5%添加邻苯二甲酸二丁酯、3%-3.5%添加聚乙二醇，制备内层陶瓷浆料；

步骤6，所述外层陶瓷浆料和所述内层陶瓷浆料分别通过流延成型工艺，制备成为外层陶瓷膜和内层陶瓷膜；

步骤7，将两片所述外层陶瓷膜分别覆盖在所述内层陶瓷膜的上表面和下表面上，通过压制成型得到具有三明治结构的陶瓷生坯；

步骤8，将所述陶瓷生坯排胶8 h-10 h后，进行3 h-4 h的烧结，制备得到具有三明治结构的无铅高储能密度和储能效率陶瓷电介质，

其中，步骤1中所述BNTSNA陶瓷粉体的制备方法如下：

步骤1-1，按化学计量比称取所述Bi₂O₃、所述BaCO₃、所述Na₂CO₃、所述TiO₂、所述SrCO₃、所述Al₂O₃以及所述Nb₂O₅作为所述BNTSNA陶瓷粉体的原料，加入球磨罐；

步骤1-2，称取球磨介质加入所述球磨罐中，将所述球磨罐置于球磨机中球磨10 h-15h；

步骤1-3，将混合后的所述BNTSNA陶瓷粉体的原料在100℃的条件下，干燥8 h-10 h；

步骤1-4，将干燥后的所述BNTSNA陶瓷粉体的原料在密封条件下，在800℃-850℃的温度下煅烧3 h-4 h，得到预合成BNTSNA粉体；

步骤1-5，将所述预合成BNTSNA粉体和所述球磨介质再次加入球磨罐，置于球磨机后，球磨10 h-15 h得到粗制BNTSNA陶瓷粉体，对所述粗制BNTSNA陶瓷粉体进行烘干、过筛后，制备得到所述BNTSNA陶瓷粉体，

步骤2中所述BNBT陶瓷粉体或所述BNST陶瓷粉体的制备方法如下：

步骤2-1，按化学计量比称取所述Bi₂O₃、所述BaCO₃、所述Na₂CO₃、所述TiO₂和所述SrCO₃作为所述BNBT陶瓷粉体或所述BNST陶瓷粉体的原料，加入所述球磨罐；

步骤2-2，称取球磨介质加入所述球磨罐，将所述球磨罐置于所述球磨机中球磨10 h—15 h；

步骤2-3，将混合后的所述BNBT陶瓷粉体的原料或混合后的所述BNST陶瓷粉体的原料在100℃的条件下，干燥8 h-10 h；

步骤2-4，将干燥后的所述BNBT陶瓷粉体的原料或干燥后的所述BNST陶瓷粉体的原料在密封条件下，在800℃-850℃的温度下煅烧3 h-4 h，得到预合成BNBT粉体或预合成BNST粉体；

步骤2-5，将所述预合成BNBT粉体或所述预合成BNST粉体加入所述球磨罐，将所述球磨介质也加入所述球磨罐，再将所述球磨罐置入所述球磨机，然后球磨10 h-15 h得到粗制BNBT陶瓷粉体或粗制BNST陶瓷粉体，对所述粗制BNBT陶瓷粉体或所述粗制BNST陶瓷粉体进行烘干、过筛后，制备得到所述BNBT陶瓷粉体或所述BNST陶瓷粉体。