[发明专利]Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3高储能密度陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3高储能密度陶瓷及其制备方法，制备方法采用放电等离子烧结（SPS）技术制备Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3高储能密度陶瓷，其中0.05≤x≤0.3，M为Sn、Zr、(Mg1/3Nb2/3)、(Mg1/3Ta2/3)、(Zn1/3Nb2/3)、(Zn1/3Ta2/3)、(Ni1/3Nb2/3)、(Ni1/3Ta2/3)、(Al1/2Nb1/2)、(Al1/2Ta1/2)、(Co1/2Nb1/2)、(Co1/2Ta1/2)、(Cr1/2Nb1/2)、(Cr1/2Ta1/2)中的一种。本发明制备的高储能密度陶瓷，基于电滞回线计算的储能密度可达0.9~2.4 J/cm3，可承受最高交流电压介于115~210 kV/cm之间。

主权项

一种Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3高储能密度陶瓷，其特征是：其组成通式为Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3，式中：0.05≤x≤0.3，符号M为Sn、Zr、(Mg1/3Nb2/3)、 (Mg1/3Ta2/3)、(Zn1/3Nb2/3)、(Zn1/3Ta2/3)、(Ni1/3Nb2/3)、(Ni1/3Ta2/3)、(Al1/2Nb1/2)、(Al1/2Ta1/2)、(Co1/2Nb1/2)、(Co1/2Ta1/2)、(Cr1/2Nb1/2)、(Cr1/2Ta1/2)中的一种；所述高储能密度陶瓷由下述方法制得：（1）采用传统粉体合成技术合成Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3粉体：选择高纯度≥99.8%的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、MOy为相应的金属氧化物、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：MOy：TiO2 = x：(0.235‑0.235x)：(0.235‑0.235x)：(0.06‑0.06x)：x：(1‑x)的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干；（2）研磨，在950~1050℃保温2~4小时合成Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3化合物，再次研磨得Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1‑xMxTi1‑xO3分散均匀粉体；（3）将步骤（2）所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至30~50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至900~1050℃并保温10~30分钟即成。