[发明专利]一种高储能密度氧化铝掺杂钛酸铜镉巨介电陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高储能密度氧化铝掺杂钛酸铜镉巨介电陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷材料由CdCu₃Ti₄O₁₂‑x wt％Al₂O₃表示的材料组成，其中x的取值为2～9，其是以Cd(NO₃)₂·4H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、Ti(C₄H₉O)₄为原料，冰醋酸为螯合剂，先采用溶胶‑凝胶法制备前驱粉体，并将前驱粉体在较低温度下煅烧，得到能在分子水平上混合且均匀性较好、活性高的CdCu₃Ti₄O₁₂陶瓷粉体，然后向陶瓷粉体中加入氧化铝粉，经球磨、造粒、压片、排胶、烧结，即可得到氧化铝掺杂钛酸铜镉巨介电陶瓷材料。本发明陶瓷材料的制备方法简单、反应温度较低、重复性好、成品率高，且陶瓷材料的介电性能优良，其储能密度高达0.54～1.52mJ/cm³，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种高储能密度氧化铝掺杂钛酸铜镉巨介电陶瓷材料，其特征在于：该陶瓷材料由CdCu₃Ti₄O₁₂‑x wt% Al₂O₃表示的材料组成，其中x的取值为2～9；该陶瓷材料由下述方法制备得到：（1）按照CdCu₃Ti₄O₁₂的化学计量比，将Cd(NO₃)₂•4H₂O、Cu(NO₃)₂•3H₂O加入到无水乙醇与去离子水的混合溶剂中配制成溶液A，将Ti(C₄H₉O)₄加入到无水乙醇中配制成溶液B；将溶液A和溶液B混合，并加入冰醋酸，所得混合液中钛酸丁酯的浓度为0.3～0.7mol/L、冰醋酸的体积分数为2.5%～10%、去离子水的体积分数为5%～15%，在30～75℃下加热并搅拌均匀，得到溶胶，继续搅拌直至溶胶变为凝胶，将凝胶陈化后干燥，得到干凝胶；将干凝胶研磨后，在600～700℃下煅烧8～10小时，得到CdCu₃Ti₄O₁₂陶瓷粉体；（2）向CdCu₃Ti₄O₁₂陶瓷粉体中加入其质量3%～12%的氧化铝粉，经球磨、烘干、造粒、压片、排胶后，在970～1000℃烧结10～15小时，得到氧化铝掺杂钛酸铜镉巨介电陶瓷材料。