[發明專利]一種無鉛反鐵電體陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201711317865.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107814569B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 蒲永平;張磊
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622;C04B41/88
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

本發明公開了一種新的無鉛反鐵電體陶瓷材料，其化學計量式為0.775NBT?0.225BSN?xwt%MgO。本發明還公布了該陶瓷材料的制備方法，將MgO添加到0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃?0.225BaSnO₃中，通過球磨、烘干、壓塊、過篩、冷等靜壓和燒結得到0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃?0.225BaSnO₃?xwt%MgO(0.775NBT?0.225BSN?xwt%MgO)陶瓷樣品。本發明提供的0.775NBT?0.225BSN?xwt%MgO無鉛反鐵電體陶瓷材料制備工藝簡單，材料成本低，綠色環保，提供了一種新的無鉛的儲能材料基體。

技術領域

本發明涉及高儲能介質陶瓷電容器領域，具體涉及一種0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃-xwt%MgO無鉛反鐵電體陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

陶瓷介電材料由于充放電速率快、功率密度高和耐高溫性等特點，廣泛應用于電力電子設備中。然而，低的儲能密度導致介電材料占據了電力電子設備的25%的體積和重量，為了減小電子器件的體積和重量，迫切需要提高介電材料的儲能密度。

反鐵電體（AFE）由于在理想狀態下具有零剩余極化（P_r）和高飽和極化（P_s），在能量儲存應用中受到越來越多的關注。但是大多數的反鐵電體都是含有鉛的，在制備和使用過程中對環境造成很大的損害，因此需要開發無鉛的反鐵電體系。

Na_0.5Bi_0.5TiO₃（NBT）是由于其高的極化強度（P_s=43 μC/cm²），被認為是一種具有反鐵電性的弛豫鐵電體，本發明通過添加MgO，制備出了一種無鉛的反鐵電體陶瓷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無鉛的反鐵電體陶瓷陶瓷材料及其制備方法，以克服上述現有技術存在的缺陷。利用本發明的方法得到的陶瓷具有反鐵電體特質的雙電滯回線，而且較高的介電常數和較低的介電損耗和弛豫特性，制備工藝簡單，材料成本低，環境友好。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種無鉛的反鐵電體陶瓷材料，化學計量式為：0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃-xwt%MgO，式中，x wt%為MgO的添加量以0.775Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.225BaSnO₃的質量為基數的質量百分數，x=0~7。

以及，上述無鉛的反鐵電體陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：