[發明專利]含NaNbO3

有效

• 申請號: 201810789815.0
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN108840570B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 蒲永平;彭鑫;杜欣怡;師裕;張磊
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02;C03C6/04;C03C4/16;C03B5/16;C03B25/00;C03B32/02
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

本發明涉及含NaNbO₃相的Na₂O?K₂O?Nb₂O₅?SiO₂低介電損耗儲能玻璃陶瓷材料，該微晶玻璃材料是由玻璃相和晶相經混合、熔融、冷卻成型、退火及晶化熱處理制得的；其中，按摩爾百分數計，玻璃相占20%，余量為晶相；晶相是由摩爾比為x：(1?x)：1的Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅加熱熔融得到的，0.7≤x≤1。本發明制得的鈮酸鉀鈉基儲能微晶玻璃材料介電損耗低；本發明加入的Na₂CO₃，不僅對鈮酸鉀鈉系統調節晶相組成，并且對于析晶過程有一定的促進作用，形成利于高儲能密度的NaNbO₃相，最終得到高儲能密度玻璃陶瓷材料。

技術領域

本發明涉及玻璃陶瓷材料領域，特別涉及一種含NaNbO₃相的Na₂O-K₂O-Nb₂O₅-SiO₂低介電損耗儲能玻璃陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

近年來，脈沖技術的發展以及更高的應用需求對材料的耐電擊穿與儲能性能提出了更加嚴苛的要求，因此作為儲能介電材料一大分支的鐵電玻璃陶瓷材料越來越受到科研工作者的青睞。鐵電玻璃陶瓷主要依賴于其內部玻璃相的高擊穿場強與鐵電晶相的良好介電性能兩者相互協調匹配，最終使得材料具有較大的儲能密度。

根據線性電介質的儲能密度計算公式，可得儲能元件的儲能密度與其自身的相對介電常數與擊穿場強有關。為了使玻璃陶瓷材料具有較高的儲能密度，有工作在基質玻璃系統中添加Pb⁴⁺以提升其各種性能。為了實現材料的無鉛化，科研工作者開始對鈣鈦礦型（BaTiO₃/(K,Na)NbO₃）與鎢青銅型（（Sr,Ba）Nb₂O₆、Ba₂NaNb₅O₁₅）鐵電材料進行研究。目前，鈮酸鹽玻璃陶瓷是儲能玻璃陶瓷的熱點研究，但大多圍繞鈮酸鍶鋇玻璃粉體或陶瓷展開研究，但是鈮酸鍶鋇玻璃陶瓷的制備過程中所用原料較為復雜，還存在原料利用不高的缺陷；而對于鈮酸鉀鈉玻璃陶瓷材料研究甚少。鈮酸鉀鈉（即（K,Na）NbO₃）屬于典型鈣鈦礦晶體結構。ABO3型的鈣鈦礦晶體結構是一種穩定且應用廣泛的晶型是典型鐵電體，不僅在鐵電、壓電、熱釋電方面有較多的研究，還在光催化、儲能方面有更為新穎的研究關注熱度。NaNbO₃相作為一種反鐵電材料具有低的剩余極化，因此，在K₂O-Na₂O-Nb₂O₅-SiO₂系統玻璃陶瓷材料中較多的形成NaNbO₃相容易得到高儲能密度的復合材料。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種含NaNbO₃相的Na₂O-K₂O-Nb₂O₅-SiO₂低介電損耗儲能玻璃陶瓷及其制備方法，該方法原料高度均勻反應，利用率高，且制得的玻璃陶瓷材料，具有高的擊穿場強、高的介電常數。

為實現上述目的，本發明玻璃陶瓷采用的技術方案是：