[發明專利]一種高極化的鐵電陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202010026460.7
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111087242A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 蒲永平;陳敏;張倩雯;李潤;杜欣怡
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 鄭安迪

本發明公開了一種高極化的鐵電陶瓷，其化學計量式為（1?x）NaNbO₃?xLiTaO₃。本發明還公布了該陶瓷材料的制備方法，將LiTaO₃添加到NaNbO₃中，通過球磨、烘干、壓塊、過篩、冷等靜壓和燒結得到（1?x）NaNbO₃?xLiTaO₃陶瓷樣品。本發明提供的高極化的（1?x）NaNbO₃?xLiTaO₃陶瓷材料制備工藝簡單，材料成本低，綠色環保，提供了一種高極化的鐵電陶瓷基體。

技術領域

本發明涉及高極化介質陶瓷電容器領域，具體涉及一種（1-x）NaNbO₃-xLiTaO₃鐵電陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隨著電力電子設備的微型化，輕量化和集成化，提高儲能裝置的能量密度和功率密度成為研究人員的挑戰和具有社會經濟效益的事情。而應用于儲能電容器的介電材料可以分為線性電介質，順電、鐵電、弛豫鐵電和反鐵電體。反鐵電體獨特的反向平行的極化結構，被認為是脈沖儲能材料的最佳候選材料。然而，大多數的反鐵電材料含有鉛以及貴金屬元素，如PbZrO₃和AgNbO₃基等。出于成本和環境的考慮，開發應用于脈沖儲能的無鉛的反鐵電體變得十分迫切。近些年，鈮酸鈉NaNbO₃陶瓷作為一種反鐵電材料受到研究人員的廣泛關注。但是由于堿金屬Na元素的易揮發性，難以獲得致密的NaNbO₃陶瓷。傳統固相法獲得的NaNbO₃陶瓷顆粒粗大，且已出現鈉確實引起的空位，妨礙了人們對其本征物理性能的深入研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高極化的鐵電陶瓷材料及其制備方法，以克服上述現有問題。利用本發明的方法得到的陶瓷具有極化高、鐵電性強特性，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：

一種無鉛的高極化的鐵電陶瓷材料，化學計量式為：（1-x）NaNbO₃-xLiTaO₃，x=0~0.2。

以及，上述高極化的鐵電陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：按照摩爾比分別稱量相應質量的Li₂CO₃、Ta₂O₅、Na₂CO₃和Nb₂O₅，合成NaNbO₃粉體與LiTaO₃粉體，然后按照化學計量式（1-x）NaNbO₃-xLiTaO₃，x=0~0.2，取NaNbO₃粉體和LiTaO₃粉體混合均勻形成全配料；

步驟二：將全配料與氧化鋯球石、去離子水混合后進行球磨、烘干、過篩，形成過篩料；

步驟三：將過篩料在200~220MPa的壓強下，通過冷等靜壓壓制成試樣，并將制好的試樣進行微波燒結得到燒結試樣。