一种靶向掺杂构建高机电性能能量收集复相陶瓷材料及制备方法技术

一种靶向掺杂构建高机电性能能量收集复相陶瓷材料及制备方法，属于压电陶瓷材料领域。该陶瓷材料的基体化学组成为0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3‑0.8Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(简记0.2PZN‑0.8PZT)，并在其中掺加该复相压电陶瓷材料体积x vol.％的(Zn0.1Ni0.9)TiO4，其中x的数值为0.00～2.00。分别制备出0.2PZN‑0.8PZT基体粉料和(Zn0.1Ni0.9)TiO4；再按相应计量比配料，采用湿磨、烘干、造粒、压制成型、烧结步骤。本发明专利技术进一步提高了压电能量收集器件回收再利用环境中废弃机械能的机电转换效率，对压电能量收集技术工业具有重大的推进作用。

Construction of high electromechanical energy collection complex phase ceramics by a target doping and preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种靶向掺杂构建高机电性能能量收集复相陶瓷材料及制备方法
本专利技术属于压电陶瓷材料领域，具体涉及一种靶向掺杂构建的具有高机电性能能量收集复相陶瓷材料及制备方法。
技术介绍
能源与环境两大主题一直以来备受人类关注。当今世界化石能源日益短缺，寻找和发展可持续性的绿色环保新能源并进行高效利用已成为各国政府所面临的重要日常工作。鉴于太阳能、风能、潮汐能等能源采集技术对环境应用条件异常依赖，而压电能量收集技术则基于压电材料的正压电效应，可将环境中广泛存在的机械能转换为电能，使用条件具有普适性，具有机电转化效率高、输出电压高、不受电磁干扰、无需外加偏置等优点，因而具有广阔的应用技术前景及可观的社会应用经济价值。虽然由单晶技术和织构技术制备的压电陶瓷材料，性能较好，但是其制备工艺繁琐、周期长，成品率低、成本高，最主要难以应用于工业化大规模生产。基于压电能量收集器件的实际应用需求，如何低成本、短周期制备兼具高机电转换系数(d·g)和机电耦合系数(kp)的压电陶瓷材料则备受相关科研和工业人员的关注。目前，针对应用于压电能量收集器件的压电陶瓷材料改性研究均以传统的固溶体掺杂工作为主，通过大范围选取掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向掺杂构建高机电性能压电能量收集复相陶瓷材料，其特征在于，该复相陶瓷材料的基体化学组成为：0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3‑0.8Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(简记0.2PZN‑0.8PZT)，并在其中掺加该复相压电陶瓷材料体积x vol.％的(Zn0.1Ni0.9)TiO3，其中x的数值小于等于2.00；然后烧结得到。

【技术特征摘要】
1.一种靶向掺杂构建高机电性能压电能量收集复相陶瓷材料，其特征在于，该复相陶瓷材料的基体化学组成为：0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.8Pb(Zr1/2Ti1/2)O3(简记0.2PZN-0.8PZT)，并在其中掺加该复相压电陶瓷材料体积xvol.％的(Zn0.1Ni0.9)TiO3，其中x的数值小于等于2.00；然后烧结得到。2.按照权利要求1所述的一种靶向掺杂构建高机电性能压电能量收集复相陶瓷材料，其特征在于，x的数值为0.25-1.5。3.制备权利要求1所述的复相陶瓷材料的方法，其特征在于，通过二步混合法制备得到，具体包括以下步骤：(1)合成0.2PZN-0.8PZT基体粉料；(2)合成(Zn0.1Ni0.9)TiO3粉料；(3)称取该陶瓷材料体积分数xvol.％(Zn0.1Ni0.9)TiO3和(1-x)vol.％[0.2PZN-0.8PZT]基体粉料(0.00＜x≤2.00)，将称量好的两种粉料放入球磨罐中，以无水乙醇为介质置于行星球磨机中球磨至少12小时，然后干燥，得到相应陶瓷粉体；(4)然后采用粘结剂进行造粒，压制成型，然后排除粘结剂，在1000-1100℃烧结，保温2小时，得到陶瓷材料。4.按照权利要求3的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯育冬，于肖乐，郑木鹏，付靖，贾文旭，朱满康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11