[發(fā)明專利]一種鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛陶瓷材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110493437.3 | 申請日： | 2021-05-07 |
| 公開（公告）號： | CN112960981B | 公開（公告）日： | 2022-07-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 唐華;程江;李璐 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶文理學(xué)院 |
| 主分類號： | C04B35/493 | 分類號： | C04B35/493;C04B35/622;C04B35/638 |
| 代理公司： | 重慶晶智匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229 | 代理人： | 李靖 |
| 地址： | 402160 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 摻雜 鋯鈦酸鉛 陶瓷材料 制備 方法 | ||
一種鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛陶瓷材料的制備方法，化學(xué)式為Pb1?3x/2Lax[(Zr1?ySny)zTi1?z]O3，其中x=0.06、y=0.3、z=0.84，根據(jù)化學(xué)組成比例，稱取氧化物原料，和占氧化物原料0.01~1%的玻璃Al?Na?SiO2進(jìn)行球磨、預(yù)燒、二次球磨、排粘和燒結(jié)；二次球磨是預(yù)燒后的塊體粉碎后加入塊體質(zhì)量的10%的濃度為5wt%PVA溶液，將轉(zhuǎn)速升至300rpm球磨2h，然后將轉(zhuǎn)速降至200rpm球磨1h，最后降至120~150rpm球磨2h，造粒后過60目篩本發(fā)明制備的鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛（PLZST）陶瓷塊體材料缺陷少、微觀組織結(jié)構(gòu)致密性優(yōu)異，密度達(dá)到10g·cm?3以上；燒結(jié)溫度從原來的1250℃以上降低至1180℃一下，陶瓷性能穩(wěn)定，在提高儲能密度的同時(shí)，降低了介電損耗，在AC電源工作電壓500V到3000V下工作性能穩(wěn)定。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電子陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛陶瓷材料的制備方法。
背景技術(shù)
電容器中每單位體積所包含的電能量，即電容器的儲能密度是決定電力電子系統(tǒng)大小的關(guān)鍵因素，而儲能密度取決于組成物的電容量和最大安全工作電壓。電容器的儲能密度越高則電路能傳輸?shù)哪芰吭酱蟆?/p>
反鐵電陶瓷的電容器在儲能密度上較普通的電容器有很大的提高，而且保有陶瓷的很多優(yōu)點(diǎn)。目前制約反鐵電電容器發(fā)展的主要是其較低的擊穿強(qiáng)度導(dǎo)致其儲能密度低，提高陶瓷的擊穿強(qiáng)度，增大儲能密度，可以通過改進(jìn)材料和工藝兩種途徑。由于固體電介質(zhì)往往不很均勻、致密，其中的氣孔或其他缺陷會(huì)使電場畸變，損害固體電介質(zhì)。電介質(zhì)厚度越大，使得缺陷越多，會(huì)使電場分布不均勻，散熱不易，降低擊穿場強(qiáng)，因此現(xiàn)有技術(shù)中常常將介電質(zhì)制備成微米級薄膜來降低其內(nèi)部缺陷，克服上述問題，正如CN108929112A將Sn摻雜的鋯鈦酸鉛鑭陶瓷材料制備成厚度為40~60μm的厚膜陶瓷，具有優(yōu)異的儲能密度和擊穿場強(qiáng)。若不考慮外界因素對擊穿強(qiáng)度的影響，要想提高反鐵電電容器的擊穿強(qiáng)度，從材料本身來講，就要減少電介質(zhì)材料中的缺陷，要使材料更加致密化，組織均勻。固相燒結(jié)法制備陶瓷時(shí)具有較高的燒結(jié)溫度1200-1300oC使得氧化鉛揮發(fā)嚴(yán)重（揮發(fā)溫度約為1210℃以上），導(dǎo)致性能下降，且污染嚴(yán)重。現(xiàn)有技術(shù)中常添加低熔點(diǎn)玻璃或易揮發(fā)離子來降低燒結(jié)溫度，但是同時(shí)也會(huì)破壞陶瓷的壓電性能，如CN107573067A中采用玻璃助燒劑LBBS降低燒結(jié)溫度，抑制PbO的揮發(fā)。另外，普遍用于反鐵電電容器的(Pb,La)(Zr,Ti)O3(PLZT)陶瓷材料雖然有很大的儲能密度，但是高儲能密度以高介電損耗(約15%)和高加載電壓為代價(jià)，這兩點(diǎn)使它很難在AC電源工作電壓500V到2000V下工作。此外，若制備成毫米級厚度的塊狀結(jié)構(gòu)，則由于塊體加大，內(nèi)部缺陷較多，導(dǎo)致其致密性差、儲能性能無法提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛陶瓷材料的制備方法。
本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種鑭、錫摻雜的鋯鈦酸鉛陶瓷材料的制備方法，化學(xué)式為Pb1-3x/2Lax[(Zr1-ySny)zTi1-z]O3，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行：
（1）球磨：根據(jù)化學(xué)組成比例，稱取氧化物原料，和占氧化物原料0.01~1%的玻璃Al-Na-SiO2進(jìn)行球磨，其中0.02＜x＜0.06、0.1＜y＜0.2、0.06＜z＜0.2；
（2）預(yù)燒：將球磨后的混合粉體壓制成塊體結(jié)構(gòu)，在750~860℃，保溫1~2h；
（3）二次球磨：將預(yù)燒后的塊體粉碎，加入PVA溶液，進(jìn)行球磨；
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于重慶文理學(xué)院，未經(jīng)重慶文理學(xué)院許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202110493437.3/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
