[發明專利]一種提高熱釋電復合陶瓷材料能量密度的方法

有效

• 申請號: 201911154752.2
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110937893B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 沈孟;姜勝林;張光祖
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/622;C04B35/64;H01L35/34;H01L35/18;H01L35/22
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

1.一種提高熱釋電復合陶瓷材料能量密度的方法，其特征在于，在熱釋電復合陶瓷材料中引入第二相物質，該第二相物質的熱導率大于25W m^-1℃^-1，且具有電荷補償效應；所述熱釋電復合陶瓷材料為0.94Na_0.56-xBi_0.48+x/3TiO₃-0.06BaZr_0.2Ti_0.8O₃，其中0≤x≤0.1；所述第二相物質為氮化鋁、氧化鋅、碳化硅和氮化鎵中的一種或多種；熱釋電復合陶瓷材料和第二相物質的粉體混合物中第二相物質的質量百分數不大于0.3％；利用該第二相物質的電荷補償效應加快所述熱釋電復合陶瓷材料自由電荷的傳輸來提高該復合陶瓷材料的熱釋電系數，同時該第二相物質的高熱導率能夠提升該復合陶瓷材料的溫度變化率，從而使得該復合陶瓷材料的能量密度提升。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將熱釋電復合陶瓷材料與第二相物質以粉體形式充分混合，得到粉體混合物；

(2)將步驟(1)獲得的粉體混合物烘干后過篩，造粒、壓片并制成陶瓷坯體；

(3)將步驟(2)得到的陶瓷坯體進行燒結，冷卻后得到能量密度提高的熱釋電陶瓷復合材料。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(1)將熱釋電復合陶瓷材料與第二相物質以粉體形式采用球磨混合，球磨4～6小時，得到所述粉體混合物。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述燒結程序為：以2.5～4℃/min升溫到550～600℃保溫1～2小時，然后以8～10℃/min升溫到1100～1130℃保溫2～4小時，隨爐冷卻至室溫。

5.按照如權利要求1至4任一項所述的提高熱釋電復合陶瓷材料能量密度的方法獲得的熱釋電陶瓷復合材料。

6.如權利要求5所述的熱釋電陶瓷復合材料，其特征在于，其在室溫下的熱導率范圍為1.56～1.91W m^-1K^-1，峰值熱釋電系數范圍為250～900×10^-4Cm^-2K^-1，熱釋電能量密度范圍為60～420μJ cm^-3。

7.如權利要求5所述的熱釋電陶瓷復合材料的應用，其特征在于，用于制備熱釋電能量收集器件。