The invention belongs to the technical field of energy storage ceramics, in particular to a lead lanthanum zirconate titanate ceramics and its preparation method and application. The invention provides a lead lanthanum zirconate titanate ceramics with the chemical structure formula of Pb1 xLax (Zr1 yTiy) 1 x/4O 3, in which 0.07 < x < 0.1125, 0.18 < y < 0.3154. The invention also provides a preparation method of the Lead-Lanthanum zirconate titanate ceramics, and an application of the Lead-Lanthanum zirconate titanate ceramics and the Lead-Lanthanum zirconate ceramics products obtained by the preparation method in the fields of micro-displacement devices, solid-state refrigeration and energy storage devices. In the technical scheme provided by the invention, the prepared ceramics have uniform grain size, compact structure, and can withstand electric field strength of 5 MV/m. The maximum energy storage density of the prepared ceramics is 0.611 J/cm, which can be further determined by experiment.
【技术实现步骤摘要】
一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用
本专利技术属于储能陶瓷
,尤其涉及一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用。
技术介绍
化石燃料等不可再生资源的不断消耗使得开发新能源及提高能源的利用效率变得日益重要。随着各种电子产品的小型化,对高储能密度和高储能效率的储能元器件的需求变得日益迫切。到目前为止,已经商业化的储能元器件包括:燃料电池、锂离子电池、超级电容器和电介质电容器,其中,燃料电池和锂离子电池虽然有比较大的储能密度,但其功率密度低,电化学电容器能够提供10~106W/kg的功率密度,但其放电过程仍需十几秒。相比之下,电介质电容器能够提供108W/kg的一个高功率密度,这使得它在高功率系统中的地位变得举足轻重。在电介质电容器中,陶瓷电介质电容器因具有高的机械强度、耐高温以及抗辐射等优点使得其在电容器行业引起广泛关注。锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)具有双电滞回线和接近零的剩余极化强度,使得其在储能器件方面表现出良好的应用;但是,块体陶瓷的耐击穿场强较低使得其储能效率降低。因此,研发出一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用,用于解决现有技术中,锆钛酸铅镧陶瓷存在着储能密度低和储能效率低的技术缺陷,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用,用于解决现有技术中,锆钛酸铅镧陶瓷存在着储能密度低和储能效率低的技术缺陷。本专利技术提供了一种锆钛酸铅镧陶瓷,所述锆钛酸铅镧陶瓷的化学结构式为:Pb1-xLax(Zr1-yTiy)1-x/4O3,其中,0.07≤x≤0.1125,0.18≤y≤0.3154。 ...
【技术保护点】
1.一种锆钛酸铅镧陶瓷,其特征在于,所述锆钛酸铅镧陶瓷的化学结构式为:Pb1‑xLax(Zr1‑yTiy))1‑x/4O3,其中,0.07≤x≤0.1125,0.18≤y≤0.3154。
【技术特征摘要】
1.一种锆钛酸铅镧陶瓷,其特征在于,所述锆钛酸铅镧陶瓷的化学结构式为:Pb1-xLax(Zr1-yTiy))1-x/4O3,其中,0.07≤x≤0.1125,0.18≤y≤0.3154。2.一种包括权利要求1所述的锆钛酸铅镧陶瓷的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:步骤一、PbO、La2O3、ZrO2以及TiO2混合,依次经烘干、煅烧以及过筛后,得第一产物;步骤二、所述第一产物球磨后过筛,得第二产物;步骤三、所述第二产物与粘结剂混合后,造粒得第三产物;步骤四、所述第三产物经模具成型,得陶瓷生胚;步骤五、所述陶瓷生胚烧结,得锆钛酸铅镧陶瓷产品。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述烘干的温度为50~90℃,所述烘干的时间为300~600min,所述煅烧的温度为850~950℃,所述煅烧的时间为90~180min,所述过筛为过40~100目筛。4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,以摩尔份计,步骤一中,PbO、La2O3、ZrO2以及TiO2的投...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲁圣国,钟米昌,路标,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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