[發明專利]一種透明介質儲能陶瓷材料及制備方法與應用

有效

• 申請號: 202211250523.2
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115536390B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 李卓;王子煊;張家勇;楊強斌;張丹丹;王卓;耿九光;牛艷輝
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B41/88
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 畢波

本發明提供了一種鈮酸鈉?鈮鎂酸鉍?鈮鎂酸鋇?鈦酸鍶透明介質儲能陶瓷材料，組成式為：0.95[0.90NaNbOsubgt;3/subgt;?0.10((1?x)Bi(Mgsubgt;2/3/subgt;Nbsubgt;1/3/subgt;)Osubgt;3/subgt;?xBa(Mgsubgt;1/3/subgt;Nbsubgt;2/3/subgt;)Osubgt;3/subgt;)]?0.05SrTiOsubgt;3/subgt;，x為摩爾百分比，0.10≤x≤0.25。還提供了制備方法，將干后的Nasubgt;2/subgt;COsubgt;3/subgt;原料、Bisubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;原料、BaCOsubgt;3/subgt;原料、SrCOsubgt;3/subgt;原料、Nbsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;原料、TiOsubgt;2/subgt;原料和MgO原料按照稱取混合后球磨、預燒、二次球磨、壓片、燒結后，經過拋光和表面金屬化制備而成。本發明制備方法簡單、重復性好、成品率高，具有優異的儲能性能和一定的透光率。實用性強，易于常規化批量生產，且能兼顧儲能性能和光學性能，是一種性能優良的無鉛透明儲能陶瓷，有望用于透明脈沖電容器等方面。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，具體涉及一種鈮酸鈉-鈮鎂酸鉍-鈮鎂酸鋇-鈦酸鍶透明介質儲能陶瓷材料及制備方法與應用。

背景技術

電介質電容器作為極其關鍵的電子元器件，在脈沖功率系統、電動汽車、航空航天、防御技術等領域有著廣泛的應用。近年來，隨著電子元器件小型化、輕量化、安全化以及應用領域多元化的發展，無機電子信息材料向著高效能、高可靠、智能化和功能集成化的方向邁進，進而對新材料的設計和制備技術的創新提出了更高的要求，在同一種介質材料中實現多個功能響應，成為新型智能化材料的研究熱點之一。

鈮酸鈉陶瓷作為電介質電容器材料的一個重要體系，因其寬的帶隙(大擊穿電場)、無揮發性K元素(易制備)和低的體積密度(輕量化)被認為是最具商業應用潛力的材料，引起了廣大科技工作者和企業的廣泛關注。目前關于鈮酸鈉基陶瓷的研究，廣大科研人員主要集中在儲能性能的提升和優化方面，一方面通過A/B位離子摻雜、兩相以及多相組元固溶構造局部隨機場，破壞鐵電長程有序，增強其弛豫特性，以此獲得大的ΔP(Pmax-Pr)；另一方面則通過制備工藝的優化獲得分布均勻、尺寸細小的晶粒，從而提高材料的擊穿場強(Eb)，實現提高材料儲能特性。

考慮到材料高智能化、高集成化的發展以及透明脈沖電容器的開發和應用，將儲能性能和光學透明度結合的新材料設計和制備順應當前材料設計理念，尤其對新一代透明脈沖電容器的開發有著極其重要的作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種鈮酸鈉-鈮鎂酸鉍-鈮鎂酸鋇-鈦酸鍶透明介質儲能陶瓷材料及制備方法與應用，該制備方法簡單、重復性好、成品率高，具有優異的儲能性能和一定的透光率。實用性強，易于常規化批量生產，且能兼顧儲能性能和光學性能，是一種性能優良的無鉛透明儲能陶瓷，有望用于透明脈沖電容器等方面。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鈮酸鈉-鈮鎂酸鉍-鈮鎂酸鋇-鈦酸鍶透明介質儲能陶瓷材料，所述透明介質儲能陶瓷材料的組成式為：0.95[0.90NaNbO₃-0.10((1-x)Bi(Mg_2/3Nb_1/3)O₃-xBa(Mg_1/3Nb_2/3)O₃)]-0.05SrTiO₃，式中x為摩爾百分比，0.10≤x≤0.25。

本發明還提供了制備上述的鈮酸鈉-鈮鎂酸鉍-鈮鎂酸鋇-鈦酸鍶透明介質儲能陶瓷材料的方法，該方法為：