[發明專利]一種無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710094049.1
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106915960B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 楊海波;閆非;林營;張佳豪;高淑雅;朱建鋒;王芬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01G4/12
• 分類號: H01G4/12;C04B35/468;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)按照化學式(1-x)(0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃)-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃進行配料并混合均勻，得到原料粉體，其中x表示摩爾分數，且0.04≤x≤0.10；

其中0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃粉體的制備步驟包括：

按化學式0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃將BaCO₃、Na₂CO₃、Bi₂O₃和TiO₂進行配料并混合均勻，然后過篩、壓塊，再經900～950℃預燒3～5小時，得到塊狀固體，然后將塊狀固體粉碎后過篩，得到0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃粉體；

Na_0.73Bi_0.09NbO₃粉體的制備步驟包括：

按化學式Na_0.73Bi_0.09NbO₃將Na₂CO₃、Bi₂O₃和Nb₂O₅進行配料并混合均勻，然后過篩、壓塊，再經750～850℃預燒2～4小時，得到塊狀固體，然后將塊狀固體粉碎后過120目篩，得到Na_0.73Bi_0.09NbO₃粉體；

(2)向步驟(1)獲得的原料粉體中加入粘合劑，進行造粒，陳腐24～48小時后壓片，再進行排膠處理得到試樣；

(3)將步驟(2)排膠處理后的試樣于1100～1150℃下燒結保溫2～3小時，得到無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料。

2.根據權利要求1所述的無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法，其特征在于，混合均勻的過程是以無水乙醇為介質，通過球磨進行的，球磨時間為20～24小時，且球磨后均在100℃下進行烘干。

3.根據權利要求1所述的無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中粘合劑采用的是質量分數為8％的PVA水溶液。

4.根據權利要求1所述的無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中粘合劑的加入量是原料粉體質量的8％～15％。

5.根據權利要求1所述的無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中的排膠處理具體是在500～600℃保溫3～5小時。

6.一種由權利要求1所述的無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料的制備方法得到無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料，其特征在于，其化學式為：(1-x)(0.65BaTiO₃-0.35Bi_0.5Na_0.5TiO₃)-xNa_0.73Bi_0.09NbO₃，其中x為Na_0.73Bi_0.09NbO₃的摩爾分數，且0.04≤x≤0.10。

7.根據權利要求6所述的一種無鉛高儲能密度和儲能效率陶瓷材料，其特征在于，該陶瓷材料的儲能密度在1.24～1.70J/cm³，儲能效率在76.95～85.73％。