[发明专利]一种高储能密度介电陶瓷的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高储能密度介电陶瓷的制备方法及应用，包括以下步骤：S₁：将Na_0.5Bi_0.5TiO₃、BiFeO₃和Sr_0.7Bi_0.2TiO₃以一定比例进行配制，然后加ZrO₂球和无水乙醇进行球磨；S₂：将S₁中的料放置于样品盘中于干燥箱中进行烘干；S₃：将S₂中的干料压制成直径为2cm、高2cm的圆柱体形状，然后放入马弗炉中进行预烧，排除CO₂；S₄：将S₃中排除CO₂后的圆柱体样品捣碎成粉末状，然后进行二次球磨，细节如S₁所示；S₅：将S₄中的粉料在干燥箱中以70℃温度进行烘干；S₆：将S₅中的干料中一定量的PVA混合均匀，然后过400目筛，留下均匀的颗粒状料。本发明提供了一种Sr_0.7Bi_0.2TiO₃掺杂Na_0.5Bi_0.5TiO₃‑BiFeO₃陶瓷的制备方法及应用，属于介电陶瓷领域，提供了一种成本低、工艺简单、环境友好的制备方法。

技术领域

本发明涉及介电陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种高储能密度介电陶瓷的制备方法及应用。

背景技术

介质电容器虽然储能密度相对较低，但其充放电速度快、工作温度高、安全、易小型化等优点使其在脉冲功率技术、雷达等领域得到广泛应用。然而，已经应用于脉冲功率技术的电容器受大部分都含有铅，对环境和人体健康造成危害。因此，研究无铅铁电陶瓷并提高其储能密度显得至关重要。在许多非线性介电材料中，弛豫铁电体和反铁电体是实现优异储能性能的最佳候选材料，但是反铁电体在高电场下会发生铁电-反铁电相变，造成使用寿命短，所以难以应用于实际。相比之下，弛豫铁电体具有较大的饱和极化、较小的剩余极化和较大的击穿强度(BDS)，容易获得出色的储能性能。

因此，该发明专利研究了具有A位点缺陷的化合物Sr_0.7Bi_0.2TiO₃掺杂Na_0.5Bi_0.5TiO₃-BiFeO₃陶瓷，并获得了高储能密度。

发明内容

为了弥补现有技术的缺点与不足，本发明的目的之一在于Sr_0.7Bi_0.2TiO₃成功固溶于Na_0.5Bi_0.5TiO₃-BiFeO₃；目的之二在于提供一种成本低、工艺简单、环境友好的制备方法；目的之三在于提供一种在高场下可以获取高储能密度的介电陶瓷。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高储能密度介电陶瓷的制备方法及应用，包括以下步骤：

S₁：将Na_0.5Bi_0.5TiO₃、BiFeO₃和Sr_0.7Bi_0.2TiO₃以一定比例进行配制，然后加ZrO₂球和无水乙醇进行球磨；

S₂：将S₁中的料放置于样品盘中于干燥箱中进行烘干；