[发明专利]一种应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料及其制备方法和应用

摘要

一种应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料及其制备方法和应用，本发明涉及一种无铅压电织构复合材料及其制备方法和应用。本发明要解决现有无铅压电陶瓷能量密度低，基于传统固溶体或者随机掺杂的理念使得材料的能量收集性能提升幅度非常有限的问题。应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料的化学通式为(1‑x)(Ba1‑yCay)(Ti1‑zMz)O3/xBaTiO3。方法：一、制备细晶壳基体粉体；二、制备流延浆料；三、制备陶瓷素坯；四、制备织构复合陶瓷；五、制备高度致密的织构复合陶瓷；六、制备高性能织构复合陶瓷。应用：用作环保型高功率密度微型化能量收集器。

主权项

1.一种应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料，其特征在于应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料的化学通式为(1‑x)(Ba1‑yCay)(Ti1‑zMz)O3/xBaTiO3，其中M为Sn或Hf，0.01≤x≤0.20，0.01≤y≤0.12，0.01≤z≤0.15；所述的应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料是由沿[001]c择优取向的定向晶粒组成；所述的定向晶粒粒径为5μm～50μm；所述的定向晶粒具有核壳结构，核为具有四方相(T)结构且呈现片状形貌的BaTiO3，壳为具有正交相(O)、菱方相(R)、正交相(O)和菱方相(R)共存或正交相(O)和四方相(T)共存结构的(Ba1‑yCay)(Ti1‑zMz)O3，其中M为Sn或Hf，0.01≤y≤0.12，0.01≤z≤0.15；所述的应用于高功率密度能量收集器件的无铅压电织构复合材料沿[001]c取向度为96％以上，机电换能系数d33×g33为16.0×10‑12m2/N以上，机电耦合系数Kt为0.60以上，能量转换效率η为95％以上。