[發(fā)明專(zhuān)利]高儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率的Sb5+ 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110340729.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-30 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113024250B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-09-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊祖培;徐樹(shù)棟;魏靈靈;晁小練 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 陜西師范大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C04B35/495 | 分類(lèi)號(hào)： | C04B35/495;B28B3/00 |
| 代理公司： | 西安永生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61201 | 代理人： | 高雪霞 |
| 地址： | 710062 *** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高儲(chǔ)能 密度 效率 sb base sup | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種高儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率的Sb5+摻雜鈮酸鍶鈉銀鎢青銅鐵電陶瓷材料及其制備方法，該陶瓷材料的結(jié)構(gòu)通式為Sr2Ag0.2Na0.8Nb5?xSbxO15，其中x的取值為0.2～0.5。本發(fā)明通過(guò)配料、球磨、預(yù)燒、二次球磨、過(guò)篩、壓片、燒結(jié)制備而成。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單、成本低廉、重復(fù)性好、成品率高，所得陶瓷材料具有高儲(chǔ)能密度和高儲(chǔ)能效率，其中x＝0.3時(shí)，其有效儲(chǔ)能密度為2.27J/cm3，儲(chǔ)能效率可達(dá)93.3％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鎢青銅結(jié)構(gòu)陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種兼具高儲(chǔ)能密度和高儲(chǔ)能效率的Sb5+摻雜鈮酸鍶鈉銀鎢青銅鐵電陶瓷材料及制備方法。
背景技術(shù)
隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展以及不可再生能源的不斷消耗，能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，尋找和開(kāi)發(fā)具有環(huán)境友好、性能優(yōu)異以及符合可持續(xù)發(fā)展的儲(chǔ)能器件是十多年來(lái)科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。陶瓷儲(chǔ)能電容器因具有功率密度高、充放電速度快、機(jī)械性能強(qiáng)、耐高溫、耐腐蝕、循環(huán)壽命長(zhǎng)及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在先進(jìn)的脈沖功率技術(shù)、關(guān)鍵醫(yī)療器件及新能源汽車(chē)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，相比于電池、電化學(xué)電容器等器件，儲(chǔ)能陶瓷電容器儲(chǔ)能密度小、儲(chǔ)能效率低，難以滿(mǎn)足當(dāng)今電子器件無(wú)鉛化、小型化、輕量化、集成化的發(fā)展要求，因此開(kāi)發(fā)出兼具高儲(chǔ)能密度和高儲(chǔ)能效率的儲(chǔ)能陶瓷材料日趨迫切。但目前應(yīng)用的儲(chǔ)能陶瓷材料的儲(chǔ)能密度低且大多數(shù)是含鉛材料，使得應(yīng)用受到阻礙。近年來(lái)，人們開(kāi)始用無(wú)鉛陶瓷材料替代含鉛材料，最典型的是鈣鈦礦無(wú)鉛儲(chǔ)能陶瓷材料。鎢青銅結(jié)構(gòu)鐵電體是僅次于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的第二大鐵電體，有著適中的介電常數(shù)和非常低的介電損耗，是一類(lèi)有前景的儲(chǔ)能材料。如何能夠在無(wú)鉛鎢青銅體系中獲得兼具高儲(chǔ)能密度和高儲(chǔ)能效率的陶瓷儲(chǔ)能電容器成為一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種兼具高儲(chǔ)能密度和高儲(chǔ)能效率的Sb5+摻雜鈮酸鍶鈉銀鎢青銅鐵電陶瓷材料，并為其提供一種工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、成本低廉的制備方法。
解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的陶瓷材料的結(jié)構(gòu)式為Sr2Ag0.2Na0.8Nb5-xSbxO15，其中 x的取值為0.2～0.5，優(yōu)選x的取值為0.3。
本發(fā)明Sb5+摻雜鈮酸鍶鈉銀鎢青銅鐵電陶瓷材料的制備方法由下述步驟組成：
1、按照Sr2Ag0.2Na0.8Nb5-xSbxO15的化學(xué)計(jì)量比，分別稱(chēng)取純度為99.00％以上SrCO3、Ag2O、Na2CO3、Nb2O5、Sb2O3，充分混合球磨20～24小時(shí)，在60～80℃下干燥20～24小時(shí)，得到原料混合物；
2、將原料混合物在1160～1200℃預(yù)燒5～8小時(shí)，經(jīng)二次球磨、干燥、過(guò)篩，得到預(yù)燒粉；
3、將預(yù)燒粉壓片后，在1250～1300℃燒結(jié)3～5小時(shí)，得到高儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率的Sb5+摻雜鈮酸鍶鈉銀鎢青銅鐵電陶瓷材料。
上述步驟2中，優(yōu)選將原料混合物在1180℃預(yù)燒6小時(shí)。
上述步驟2中，所述壓片優(yōu)選用粉末壓片機(jī)壓制成圓柱狀坯體后，然后在200～220MPa的壓力下冷等靜壓5～7分鐘。
上述步驟3中，優(yōu)選在1270℃燒結(jié)4小時(shí)。
本發(fā)明的有益效果如下：
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