[發明專利]一種高儲能和功率密度介質材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711050201.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107814551B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 鄭興華;肖騰;任治兵
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B41/63;C04B35/626;C04B35/468;C04B38/00;C04B111/40;C04B111/90;C04B111/92
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1. 一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：其由BST陶瓷混合粉體和熱固性聚合物復合而成，所述的BST陶瓷混合粉體由化學組成為Ba_1-xSr_xTiO₃，其中 x=0.1～0.5中任一值的至少兩種單相粉體等摩爾球磨混合而成，所述的熱固性聚合物為氰酸酯；其包括如下步驟：

（1）BST陶瓷混合粉體的制備：按照化學組成為Ba_1-xSr_xTiO₃，其中x=0.1～0.5中至少兩個不同x取值的化學計量比進行分別對應稱量BaCO₃、SrCO₃和TiO₂粉末進行球磨混合，然后將混合物置于1100～1250℃的溫度條件下進行處理得到對應x取值的Ba_1-xSr_xTiO₃單相粉體，再將其等摩爾混合制得BST陶瓷混合粉體；

（2）BST陶瓷坯體的制備：將上述制得的BST陶瓷混合粉體進行造粒，然后在50～200MPa的壓力下進行壓制成BST陶瓷坯體；

（3）介質材料的制備：將上述制得的BST陶瓷坯體置于真空烘箱中烘干，同時，將氰酸酯加熱融化呈淡黃色液態后，將BST陶瓷坯體浸泡在氰酸酯液體中，然后再進行抽真空處理后，將BST陶瓷坯體和氰酸酯液體一并升溫至180～240℃，并在該溫度下進行固化處理，即可制得所需的具有高儲能和功率密度的介質材料。

2.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：所述介質材料的介電常數>100，介電損耗<0.02，擊穿電場強度>150.0kV/mm，儲能密度>15.0J/cm³，-55～125℃范圍內介電常數變化率-15.0%～2.0%。

3.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述的球磨為加入有去離子水作為球磨介質的濕球磨，其中，球磨時間為16～24h。

4.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中的BST陶瓷混合粉體的造粒方式為噴霧造粒。

5.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中壓制成的BST陶瓷坯體為圓形或方形結構。

6.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）中的氰酸酯在150℃溫度下進行加熱融化呈淡黃色液態。

7.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）中抽真空處理的時間為0.5h。

8.根據權利要求1所述的一種高儲能和功率密度介質材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）中進行固化處理的時間為4～6h。