一种高储能钛酸钡基介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高储能钛酸钡基介质材料及其制备方法：该材料的化学式为(1‑x)BaTiO3‑xBi(Mg1/2Zr1/2)O3，其中x=0.02~0.20，包括以下步骤：（1）以BaCO3、TiO2、Bi2O3、MgO、ZrO2为原料，根据化学式剂量比配料；（2）使用湿法球磨将原料球磨混合均匀，烘干，在马弗炉中预烧得到陶瓷粉体；（3）将预烧粉体球磨、烘干、造粒、压制成陶瓷生坯；（4）将生坯排胶、烧结得到陶瓷样品。该方法制备工艺简单，成本低，无铅无污染，所制备的储能介质陶瓷材料具有高放电储能密度0.31~1.45J/cm

A Barium Titanate-based Dielectric Material with High Energy Storage and Its Preparation Method

The present invention relates to a high energy storage barium titanate-based dielectric material and its preparation method: the chemical formula of the material is (1 x) BaTi3 xBi (Mg1/2Zr1/2) O 3, where x = 0.02-0.20, including the following steps: (1) BaCO3, titanium dioxide, Bi2O3, MgO, ZrO as raw materials, according to chemical dosage ratio; and (2) wet ball milling is used to mix raw materials evenly, dry them, and preheat them in a muffle furnace. Ceramic powders were obtained; (3) ceramic green compacts were prepared by ball milling, drying, granulating and pressing of pre-sintered powders; (4) ceramic samples were obtained by discharging and sintering raw compacts. The method has the advantages of simple preparation process, low cost, lead-free and pollution-free. The prepared dielectric ceramics have high discharge energy storage density of 0.31~1.45J/cm.

【技术实现步骤摘要】
一种高储能钛酸钡基介质材料及其制备方法
本专利技术涉及应用于电子元器件的陶瓷材料
，具体涉及一种高储能钛酸钡基介质材料及其制备方法。
技术介绍
电容器作为电子电路的主要无源器件，可以储存静电能，具有充电、放电、通交流、隔直流等特性。高储能密度电容器在高电压等级电容储能系统中可用于改善电能质量，如有源滤波、储能缓冲、电压平滑、常规储能等。同时，电容器技术以它的灵活性及可适应性能够很好满足在微秒至毫秒范围内电能存储、放电、滤波和功率调节的使用要求。近年来，随着电子工业的飞速发展，对电容器的工作性能要求越来越严格，在其他外界条件相同的情况下，具有更高击穿强度的电介质陶瓷材料能够储存更多的电荷，从而可获得更高的能量储存密度。钛酸钡(BaTiO3)是一种具有优异电学性能的无铅陶瓷材料，包括强介电性、良好的铁电压电性以及优异的热释电和电热性能，是制备陶瓷电容器的理想材料。但BaTiO3介质陶瓷的击穿强度(即最大电场强度)只有50～80kV/cm，放电储能密度不大(约0.3J/cm3)，另外，在不同温度存在多种相变，介电常数随温度变化较大。因此，提高其击穿强度和放电储能密度，宽化其电容工作范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高储能钛酸钡基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为(1‑x)BaTiO3‑xBi(Mg1/2Zr1/2)O3，其中x=0.02~0.20。

【技术特征摘要】
1.一种高储能钛酸钡基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为(1-x)BaTiO3-xBi(Mg1/2Zr1/2)O3，其中x=0.02~0.20。2.根据权利要求1所述的高储能钛酸钡基介质材料，其特征在于它的放电储能密度在0.31~1.45J/cm3范围内，击穿强度在82~191kV/cm范围内。3.根据权利要求1所述的高储能钛酸钡基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为(1-x)BaTiO3-xBi(Mg1/2Zr1/2)O3，其中x=0.08~0.20，放电储能密度在1.04~1.45J/cm3范围内，击穿强度在171~191kV/cm范围内。4.一种高储能钛酸钡基介质材料的制备方法，其特征在于主要步骤如下：（1）以BaCO3、TiO2、Bi2O3、MgO、和ZrO2作为原料，根据化学组成表达式(1-x)BaTiO3-xBi(Mg1/2Zr1/2)O3中金属元素的化学计量比配料，其中x=0.02~0.20；（2）将步骤（1）称取的原料混合球磨，并经烘干、煅烧，得到陶瓷粉体；（3）将步骤（2）所得的陶瓷粉体与粘结剂混合均匀并研磨造粒，过筛，干压成型得到陶瓷生坯；（4）将步骤（3）得到的陶瓷生坯排胶后在升温至110...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝华，蒋雪雯，刘韩星，吕佳浩，谢娟，曹明贺，尧中华，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42