[发明专利]一种基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法及其产品

权利要求书

1.一种基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述陶瓷材料的化学式为Ba_0.105-1.5xSr_0.245-1.5yBi_0.325+x+yNa_0.325TiO₃，其中0＜x≤0.07、0≤y＜0.08，以BS-BNT表示；制备方法包括以下步骤：

(1)按照所述化学式，以纯度不低于99％的BaCO₃、SrCO₃、Bi₂O₃、Na₂CO₃、TiO₂为原料配料，以无水乙醇和氧化锆球为球磨介质进行一次球磨处理后，经烘干、压片、预烧处理，得到预烧块；

(2)将所述预烧块研磨、过筛、二次球磨处理后，经烘干得到BS-BNT粉料；

(3)将所述BS-BNT粉料加入粘结剂进行造粒，经分级、陈腐，得到处理料；

(4)将所述处理料放入模具中压制成型后，再用冷等静压压制，得到生坯片；

(5)将所述生坯片经排胶处理后，埋于氧化铝粉中、在1180～1220℃温度下进行烧结，保温2～3h，得到BS-BNT陶瓷；

(6)将所述BS-BNT陶瓷两面磨薄抛光后，正反两面均匀涂覆银电极后，烧银，得到待处理BS-BNT陶瓷；

(7)将所述待处理BS-BNT陶瓷进行极化预处理，即在室温、或升温至目标温度的同时施加极化电场，得到基于相变调控提升温度稳定性且兼具高储能特性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)，在室温下置于硅油中进行极化预处理，施加10～100kV/cm极化电场，处理时间为3～10min。

3.根据权利要求1所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)，以3℃/min从室温升温至目标温度150～400℃，其中目标温度≤150℃时置于硅油中进行；升温至目标温度后保温0～120min，在升温过程和保温阶段同时施加1～10kV/cm极化电场，之后随炉降温至室温。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中一次球磨处理按照料∶球∶乙醇＝1∶3.5～4∶3～4的配料介质条件进行，球磨时间为12～24h；所述步骤(2)中二次球磨处理的配料介质条件与一次球磨处理相同，球磨时间为24～36h。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中烘干温度为90～100℃，压片的压力为6～10MPa，预烧处理为在850～900℃温度下进行预烧并保温3～4h。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中粘结剂为浓度5％的聚乙烯醇水溶液，其用量为粉料的14～20wt％；所述步骤(4)中压制成型的压力为6～8MPa，冷等静压为在200～250MPa下保压2～4min。

7.根据权利要求1或2或3所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中排胶处理为在550～650℃温度下保温180～240min。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中抛光厚度为0.2～0.25mm。

9.利用权利要求1-8之一所述基于相变调控提升温度稳定性的钛酸锶钡-钛酸铋钠基陶瓷材料的制备方法制得的产品。

10.根据权利要求9所述的产品，其特征在于：所述陶瓷材料在1kHz的频率下介电常数＞3000、在≤130kv/cm的低场强下W_rec＞2.1J/cm³，η＞64％，在＞300℃的高温环境中满足TCC≤±15％，并且满足TCC≤±10％要求的温度区间向＞330℃的高温延伸。