[发明专利]一种高储能密度介质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高储能密度介质材料及其制备方法，所述的介质材料由BSTZ陶瓷粉体和热固性聚合物复合而成，其中，BSTZ陶瓷粉体由化学组成为Ba_0.75Sr_0.25Ti_1‑xZr_xO₃，其中x=0～0.25的单相粉体球磨制成，热固性聚合物为氰酸酯，其制备方法为1.先合成BSTZ陶瓷粉体；2.将合成的BSTZ粉体压制或者流延成圆形或者方形坯体；3.将BSTZ坯体与氰酸酯复合，获得致密的储能介质材料，与现有技术相比，本发明制备的储能介质材料制备工艺简单，具有介电常数高（>200）、介电损耗低（<0.02）、击穿电场强度高（>150.0kV/mm）、储能密度高（>20.00J/cm3），在脉冲功率储能系统中具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种高储能密度介质材料的制备方法，其特征在于：其由BSTZ陶瓷粉体和热固性聚合物复合而成，所述BSTZ陶瓷粉体由化学组成为Ba_0.75Sr_0.25Ti_1‑xZr_xO₃，其中x＝0～0.25的单相粉体球磨制成，所述的热固性聚合物为氰酸酯；其具体包括如下步骤：(1)BSTZ陶瓷粉体的制备：按照化学组成Ba_0.75Sr_0.25Ti_1‑xZr_xO₃，其中x＝0～0.25的化学计量比分别量取BaCO₃、SrCO₃、TiO₂和ZrO₂粉末进行球磨混合，然后将混合物置于1150～1250℃的温度条件下进行处理得到BSTZ单相陶瓷粉体；(2)BSTZ陶瓷坯体的制备：将上述制得的BSTZ单相陶瓷粉体进行造粒，然后在50～200MPa的压力下进行压制成BSTZ陶瓷坯体；(3)介质材料的制备：将上述制得的BSTZ陶瓷坯体置于真空烘箱中烘干，同时，将氰酸酯加热融化呈淡黄色液态后，将BSTZ陶瓷坯体浸泡在氰酸酯液体中，然后再进行抽真空处理后，将BSTZ陶瓷坯体和氰酸酯液体一并升温至180～240℃，并在该温度条件下进行固化处理，即可制得所需的高储能密度介质材料；所述介质材料的介电常数＞200，介电损耗＜0.02，击穿电场强度＞150.0kV/mm，储能密度＞20.0J/cm³，‑55～125℃范围内的介电常数变化率为‑15.0％～2.0％。