本发明专利技术公开了涉及Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用及Zr掺杂反铁电陶瓷的制备方法。Zr掺杂反铁电陶瓷为(Bi0.47Na0.47Ba0.06)(La(1-x)Zrx)TiO3。使用氧化铋，碳酸钠，碳酸钡，二氧化钛，氧化锆和氧化镧作为原料，根据分子式(Bi0.47Na0.47Ba0.06)(La(1-x)Zrx)TiO3来计算各化学组成分的质量，然后将称好的料倒入尼龙罐中，并放入氧化锆球，加入乙醇至罐体内高度的2/3处，并在球磨机上球磨6小时，干燥，过筛，压成型，在空气中在1000℃煅烧6h，再次球磨成粉，过筛，压制。本发明专利技术的有益效果是BNT-BLZT陶瓷材料在20℃时它的最大饱和极化是29.8μC/cm2，在储能方面具有很大的潜力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料开发
，涉及。
技术介绍
随着科技的发展，压电陶瓷材料被广泛使用，例如传感器和电容。在极短的时间跨度内产生大量的电能脉冲电源电路中，电容器是一个关键部件。随着紧凑型电子产品的需求增加，高储能陶瓷材料的研究越来越被重视[1]。有研究表明，反铁电(AFE)的材料比铁电体材料(FE)具有更高的能量存储密度和更好的介电性能。然而，已被广泛研究的AFE材料大多是铅基，如PZST、PLZT, PLZ,由于全球环境问题出现，环境友好型材料将成为未来发展的主流需求[2_4]。然而，到目前为止，关于无铅储能AFE材料的研究报道很少。作为无铅压电材料，近几年BNT-BT已经引起越来越多的关注。据报道，在BT含量约为6% (摩尔比)时，此材料的相结构表现出准同型相界，当介于0%和15% (摩尔比)BT时，在外电场作用下会发生反铁电(AFE)-铁电(FE)相变[5_7]。对相变后的铁电体，通过加热或加压等方式可使其回复为反铁电体，该过程伴随着极大的应力变化和高密度电荷瞬间释放的现象，因而反铁电体成为应用于高密度储能电容器的优秀候选材料[8’9]。当施加在铁电电容器的电场撤掉时，由于铁电体较大的剩余极化，大部分充电输入的能量被存储在材料中，只有很小一部分能量被释放；而对于反铁电电容器，当电场降为零，极化也降至零，材料不储存多余能量，除去很小一部分因极化转向发热的损耗外，输入能量的大部分以电能释放[1°]。然而，迄今为止，很少有关于AFE材料储能性能的研究报告。索引:[I]许煜寰.铁电与压电材料[M].北京:科学出版社，1978.[2]Rao K Samasiva.Piezoelectric and ferroelectric properties ofrare-earth modified filled tungsten bronze barium silver niobate ceramics[J].Ferroelectrics,1994，154: 195-200.[3]赁敦敏，肖定全，朱建国，等.无铅压电陶瓷研究开发进展[J].压电与声光，2003，25 (2):127-132.[4]赁敦敏，肖定全，朱建国，等.从专利技术专利看无铅压电陶瓷的研究与发展——无铅压电陶瓷20年专利技术专利分析之一 [J].功能材料，2003，34 (3) =250-253.[5]初宝进，李国荣，江向平，等.Bi1/2Na1/2Ti03-BaTi03系陶瓷压电性及弛豫相变研究[J].无机材料学报，2000，15 (5) =815-821.[6]Takeuchi T.Unidirectionally textured CaBi4Ti4015ceramics by thereactive templated grain growth with extrusion[J].Jpn J Appl Phys,2000,39:5577-5580.[7]李承恩，李毅，徐曾华，等.无铅压电材料NBT-BZT陶瓷压电性能及改性[J].电子元件与材料，2003，22 (5):21-23.[8]Hajime Nagata, Tadashi Takenaka.Lead-free piezoelectric ceramicsof (Bil72Nal72) Ti03-l/2 (Bi2O3.Sc2O3) system [J].Jpn J Appl Phys, 1997,36:6055-6057.[9]张建，巴维真，陈朝阳，等.掺锰对不同导电类型硅材料热敏特性的影响[J].电子元件与材料，2004，23 (6):23-24.[10]Jing Xue-zhen,Li Yong-xiang,Yin Qing-ru1.Hydrothermal synthesis ofNa0 5Bi0 5Ti03fine powders[J].Mater Sci Eng B, 2003,99:506-510.
技术实现思路
本专利技术涉及Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用。本专利技术还提供Zr掺杂反铁电陶瓷的制备方法。进一步，所述Zr 掺杂反铁电陶瓷为(Bi0.47Na0.47Ba0.06) (La(1_x)Zrx)TiO30Zr掺杂对反铁电陶瓷的制备方法，使用氧化铋(99%，分子量465.96)，碳酸钠(99.8 %，分子量105.99)，碳酸钡(99 %，分子量197.34)，二氧化钛(98 %，分子量79.87)，氧化错(99%,分子量123.22)和氧化镧(99.99%,分子量325.81)作为原料，根据分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO3来计算各化学组成分的质量，然后将称好的料倒入尼龙罐中，并放入氧化锆球,加入乙醇至罐体内高度的2/3处，并在球磨机上球磨6小时，干燥，过筛，压成型，在空气中在KKKTC煅烧6h，再次球磨成粉，过筛，压制。本专利技术的有益效果是BNT-BLZT陶瓷材料在20°C时它的最大饱和极化是29.8 μ C/cm2，在储能方面具有很大的潜力。【附图说明】图1是本专利技术BNT-BLZT陶瓷的XRD衍射图和SEM图；图2是本专利技术在室温环境下测得不同电场强度下的P-E电滞回线；图3是本专利技术在不同频率下测的ε r和tan δ随温度变化的图谱。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。本专利技术涉及Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用。进一步，所述Zr 掺杂反铁电陶瓷为(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO30Zr掺杂对反铁电陶瓷的制备方法，使用氧化铋(99%，分子量465.96)，碳酸钠(99.8 %，分子量105.99)，碳酸钡(99 %，分子量197.34)，二氧化钛(98 %，分子量79.87)，氧化错(99%,分子量123.22)和氧化镧(99.99%,分子量325.81)作为原料，根据分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO3来计算各化学组成分的质量，然后将称好的料倒入尼龙罐中，并放入氧化锆球,加入乙醇至罐体内高度的2/3处，并在球磨机上球磨6小时，干燥，过筛，压成型，在空气中在KKKTC煅烧6h，再次球磨成粉，过筛，压制。通过以下实验对本专利技术进行验证: 1.实验:通过焙烧合成法制得BNT-BLZT陶瓷样品。使用氧化铋(99%，分子量465.96)，碳酸钠(99.8 %，分子量105.99)，碳酸钡(99 %，分子量197.34)，二氧化钛(98 %，分子量79.87)，氧化锆(99%，分子量123.22)和氧化镧(99.99%，分子量325.81)作为原料。首先，根据分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx)TiO3来计算各化学组成分的质量。其次，将称好的料倒入尼龙罐中，并放入适量氧化锆球，加入乙醇至罐体内高度的2/3处，并在球磨机上球磨6小时，干燥，过筛，压成直径20mm高50mm的圆柱体。第三，在空气中在1000°C煅烧6h。再次球磨成粉，过筛，压成直径为10毫米，厚度为1mm的小圆饼。为了尽量减少试样的挥发，将小圆饼埋在相同组分粉末下。最后，在空气烧结炉中1150°C下烧结4小时。等冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用。
【技术特征摘要】
1.Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用。2.按照权利要求1所述所述Zr掺杂对反铁电陶瓷的储能作用，其特征在于:所述Zr掺杂反铁电陶瓷为(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO303.Zr掺杂对反铁电陶瓷的制备方法，其特征在于:使用氧化铋(99%，分子量465.96)，碳酸钠(99.8 %，分子量105.99)，碳酸钡(99 %，分子量197.34)，二氧化钛(98 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹静，张广良，王永锋，
申请(专利权)人：王永锋，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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