[發明專利]一種在高電場下具有高儲能密度和高功率密度的鈦酸鋇基弛豫鐵電陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011322581.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112390645A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 陳福康;李洋;嚴巖;于坤;李權;艾巧;劉崗
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C04B35/468
• 分類號: C04B35/468;C04B35/622
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種在高電場下具有高儲能密度和高功率密度的鈦酸鋇基弛豫鐵電陶瓷材料，其特征在于，所述鈦酸鋇基弛豫鐵電陶瓷材料的化學式為0.65(Ba_0.985La_0.03)Ti_0.985O₃-0.35(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃。

2.權利要求1所述鈦酸鋇基弛豫鐵電陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)按3961:2561:980:1400:39的摩爾比將TiO₂、BaCO₃、SrCO₃、Bi₂O₃和La₂O₃混合后進行球磨，烘干、研磨后過60目篩得到混合料；

(2)將步驟(1)中所述混合料進行壓塊，于900～1000℃下進行預燒，保溫1～2h后冷卻至室溫，再次球磨得到0.65(Ba_0.985La_0.03)Ti_0.985O₃-0.35(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃；

(3)將步驟(2)制備的材料烘干、研磨得到粉料后，按照每克粉料加入1滴的標準加入質量分數為8％～10％的聚乙烯醇水溶液，混合均勻后，取過60目篩后的粉料；

(4)將步驟(3)處理得到的粉料靜置后壓制成圓柱狀坯件，然后煅燒排膠形成坯體；

(5)將步驟(4)中排膠后的坯體在1180～1200℃下燒結處理，冷卻至室溫后得陶瓷片；

(6)將步驟(5)中得到的陶瓷片依次進行打磨、拋光、烘干處理后，在所述陶瓷片的上表面和下表面分別進行銀漿涂覆，然后升溫至600～800℃后保溫處理10～15min，再冷卻至室溫即可得到在高電場下具有高儲能密度和高功率密度的鈦酸鋇基弛豫鐵電陶瓷材料。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述球磨時加入無水乙醇和氧化鋯球，所述球磨的時間不少于24h，所述球磨時的轉速為270～330r/min。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述靜置的時間為24～36h。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述壓制成圓柱狀坯件的具體方法為：將靜置后的粉料放入直徑為10～20mm的不銹鋼模具中，利用單軸壓片機在4～8MPa壓力下預壓塑型，將預壓后的圓柱狀坯件真空封裝后利用液壓機在30～120MPa壓力下壓制即可。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述煅燒排膠的具體方法為:將所述圓柱狀坯件置于馬弗爐中，升溫至600℃后保溫2～4h即可。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)所述燒結時采用帶蓋的坩堝為容器，用同類粉料作埋料；所述燒結處理的時間為2h。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述同類粉料為權利要求2中步驟(3)所述的0.65(Ba_0.985La_0.03)Ti_0.985O₃-0.35(Sr_0.7Bi_0.2)TiO₃和聚乙烯醇形成的混合物。

9.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)中所述打磨、拋光后形成的陶瓷片的厚度為0.15～0.2mm。

10.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述TiO₂、BaCO₃、SrCO₃、Bi₂O₃和La₂O₃的純度不低于99％。