[发明专利]一种钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜及其制备方法和应用，该钛酸铋钠基0‑3无铅复合铁电厚膜的化学成份复合化学通式为(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)‑x(K0.5Na0.5)NbO3，其中0≤x≤1.8，是由(K0.5Na0.5)NbO3)粉体和0.95(Na0.5Bi0.5)TiO3‑0.05SrTiO3胶体0‑3复合而成，与现有的技术相比，钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜具有取向度高，致密度高，拥有较大的储能密度的同时具有较大的储能效率，可广泛用于储能元器件等方面的应用。

主权项

一种制备钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜的制备方法，所述钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜的化学成份复合化学通式为(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)‑x(K0.5Na0.5)NbO3，其中0≤x≤1.8，其特征在于，包括如下步骤：(1)(K0.5Na0.5)NbO3粉体的制备方法，包括如下步骤：1)按(K0.5Na0.5)NbO3的化学计量比配料，将Na2CO3、Nb2O5和K2CO3混合，经球磨后烘干，所述的球磨时间为24h；2)将步骤1)制得的粉体，放入坩埚，以3℃/min的升温速率升温至1000℃下烧结,保温时间为4h；3)将步骤2)制得的粉体，再次球磨24h；4)将步骤3)获得的粉体，转速600r/min,离心时间2分钟进行离心选粉后，放到烘箱里烘干；(2)0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3胶体的制备方法为：将乙酸钠、硝酸铋、乙酸锶和钛酸四正丁酯溶于乙二醇甲醚，加螯合剂乙酰丙酮，滴入催化剂冰乙酸进行充分的混合后，加入聚乙烯吡咯烷酮，放置12‑48小时配置得到0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3前驱体溶液，该前驱体溶液的摩尔浓度控制在0.3～0.7mol/L，其中乙酸钠：硝酸铋：乙酸锶：钛酸四正丁酯摩尔比为1.05：1.05：0.05：1，乙二醇甲醚：乙酰丙酮的摩尔比为9:2，聚乙烯吡咯烷酮：钛酸四正丁酯摩尔比为1：1；(3)(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)‑x(K0.5Na0.5)NbO3混合浆料的制备按(K0.5Na0.5)NbO3：(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)的摩尔比为x：1进行配比，其中，0≤x≤1.8，将(K0.5Na0.5)NbO3粉体分散到0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3胶体中，经球磨充分分散均匀，得到稳定的混合浆料；(4)(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)‑x(K0.5Na0.5)NbO3厚膜的制备采用旋涂工艺将步骤(3)所得的混合浆料通过旋转涂覆的方法涂覆在硅基片上，所述的旋转涂覆的速度为2500～4000转/分，旋涂时间为30～50秒，然后对硅基片涂覆的(0.95Na0.5Bi0.5TiO3‑0.05SrTiO3)‑x(K0.5Na0.5)NbO3，其中0≤x≤1.8湿凝胶膜进行热处理工艺，重复上述旋涂工艺‑热处理工艺，得到钛酸铋钠基0‑3复合铁电厚膜。