[發明專利]一種具有高儲能密度的Rex/3(Ba0.06Bi0.47Na0.47)1?xTi1?xRxO3無鉛反鐵電陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201510301633.0
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN104944952B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 袁昌來;周星星;馮琴;楊濤;周昌榮;許積文;黎清寧;陳國華
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/475;C04B35/622
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發明屬于儲能陶瓷電容器制造領域，具體涉及到一種具有高儲能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃無鉛反鐵電陶瓷及其制備方法。

背景技術

高密度儲能電容在電力、電子系統中扮演非常重要的角色，而隨著脈沖電源的進一步發展，其對電容器的儲能密度提出了更高的要求，提高電容器儲能特性的關鍵在于開發具有高儲能密度的介質材料。

反鐵電材料因其具有很高的儲能密度而使得其逐漸成為高密度儲能電容器的優秀候選材料。它極高的應用價值也使對反鐵電材料的研究成為了國內外研究熱點。但是目前主要的反鐵電材料集中在鋯鈦酸鉛（PZT）上，而PZT基材料中的主要原料氧化鉛是劇毒物質，嚴重威脅著我們的健康。隨著世界對環境友好型材料越來越高的要求，世界各國已相繼提高了對無鉛系鐵電陶瓷的研究與開發力度。

Bi_0.5Na_0.5TiO₃是由Smolenskii等在1960年首次合成的ABO₃型A位離子復合鈣鈦礦鐵電體，居里溫度320℃，室溫下剩余極化強度P_r=38μC/cm²，是高溫型優異鐵電體，是當前唯一的一類可經過改性獲得良好反鐵電特征的無鉛反鐵電體，因而有了如下的對Bi_0.5Na_0.5TiO₃進行改性優化的發明內容。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有高儲能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃無鉛反鐵電陶瓷及其制備方法，式中，0.02≤x≤0.2，Re為La，Sm，Nd，Gd，Dy，Er，Y中的一種；R為Nb、Ta中的一種。方法采用放電等離子燒結（SPS）技術制備Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47TiO₃基無鉛反鐵電陶瓷。

一種具有高儲能密度的Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃無鉛反鐵電陶瓷及其制備方法，包括如下步驟：

（1）采用傳統粉體合成技術合成Re_x/3(Ba_0.06Bi_0.47Na_0.47)_1-xTi_1-xR_xO₃粉體：選擇高純度（≧99.8%）的Re₂O₃、BaCO₃、Bi₂O₃、Na₂CO₃、R₂O₅、TiO₂粉末為原料，按照Re₂O₃: BaCO₃: Bi₂O₃: Na₂CO₃: R₂O₅: TiO₂ = x/6: (0.06-0.06x): (0.235-0.235x): (0.235-0.235x): x/2: (1-x)的摩爾比例混合，然后在高能球磨機中充分混合，取出烘干。