一种高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高储能钛酸铋钠基介质材料，该材料的化学式为0.5Bi0.5Na0.5TiO3‑0.5SrTiO3‑x wt％MgO，其中x＝0.5～3.0，包括以下步骤：以SrCO3、TiO2、Bi2O3、Na2CO3、MgO为原料，根据化学式剂量比配料，制备陶瓷粉体，然后球磨、烘干、造粒，并采用压片机将其压制成陶瓷生坯；再将生坯在马弗炉中排胶，之后在马弗炉中烧结，得到陶瓷样品。本发明专利技术制备工艺简单，成本低，无污染，所制备的储能介质陶瓷材料具有高放电储能密度1.61～2.17J/cm

A High Energy Storage Bismuth Sodium Titanate-Strontium Titanate Based Dielectric Material and Its Preparation Method

The invention discloses a bismuth sodium titanate based dielectric material with high energy storage. The chemical formula of the material is 0.5Bi0.5Na0.5TiO3 0.5SrTiO3 x wt% MgO, where x = 0.5-3.0. The steps include: preparing ceramic powder with SrCO3, titanium dioxide, Bi2O3, Na2CO3 and MgO as raw materials, according to chemical dosage ratio, then ball milling, drying, granulating, and pressing it into ceramics by a tablet press. Porcelain green billet; then the green billet is discharged in the muffle furnace, and then sintered in the muffle furnace to obtain ceramic samples. The prepared energy storage dielectric ceramic material has the advantages of simple preparation process, low cost and no pollution. The prepared energy storage dielectric ceramic material has high discharge energy storage density of 1.61~2.17J/cm.

【技术实现步骤摘要】
一种高储能钛酸铋钠-钛酸锶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铋钠-钛酸锶基介质材料及其制备方法。
技术介绍
脉冲功率系统的高功率化以及小型化，需要研究出性能优异的储能电介质作为元器件，这就需要材料的介电常数大、介电损耗低以及击穿场强高，从而使器件的储能密度高、储能效率高。对于BNT基弛豫铁电体，其介电弛豫行为都是由PNRs的热演化过程引起的，从而使BNT拥有较高的极化能力，同时BNT的剩余极化强度、矫顽场强较大，可以基本满足储能电介质陶瓷的要求。但BNT存在耐压强度普遍不高的缺点，导致其储能性能不佳。同为钙钛矿结构的ST陶瓷拥有较高的击穿强度，且之前有学者的研究表明，立方相的ST可以通过固溶的方式完全溶入三方相的BNT中，使BNT的介电常数增大，居里温度下降，且介温峰随之变宽。也有研究发现ST能提高BNT的击穿电压，从而进一步提高其储能密度。另外，有学者发现MgO掺杂BNT后，会降低其烧结温度，使体系的致密度增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高储能钛酸铋钠‑钛酸锶基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为0.5Bi0.5Na0.5TiO3‑0.5SrTiO3‑x wt％MgO，其中x＝0.5～3.0。

【技术特征摘要】
1.一种高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为0.5Bi0.5Na0.5TiO3-0.5SrTiO3-xwt％MgO，其中x＝0.5～3.0。2.根据权利要求1所述的高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料，其特征在于它的放电储能密度在1.61～2.17J/cm3范围内，击穿强度在137～226kV/cm范围内。3.根据权利要求1所述的高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料，其特征在于它的化学组成表达式为0.5Bi0.5Na0.5TiO3-0.5SrTiO3-xwt％MgO，其中x＝1.5～3.0，放电储能密度在1.90～2.17J/cm3范围内，击穿强度在176.97～226.03kV/cm范围内。4.一种高储能钛酸铋钠-钛酸锶基介质材料的制备方法，其特征在于主要步骤如下：(1)以SrCO3、TiO2作为原料，根据SrTiO3的化学组成表达式中金属元素的化学计量比配料，得到配料A；以TiO2、Bi2O3、Na2CO3作为原料，根据Bi0.5Na0.5TiO3的化学组成表达式中金属元素的化学计量比配料，得到配料B；(2)将步骤(1)称取的配料A混合球磨、烘干、预烧，得到ST陶瓷粉体；将步骤(1)称取的配料B混合球磨、烘干、预烧，得到BNT陶瓷粉体；(3)将步骤(2)所得的BNT陶瓷粉体、ST陶瓷粉体与MgO根据化学组成表达式0.5Bi0.5Na0.5TiO3-0.5SrTiO3-xwt％MgO中金属元素的化学计量比配料，其中x＝0.5～3.0，然后共同混合球磨，并烘干，得到混合陶瓷粉体；(4)将步骤(3)所得的混合陶瓷粉体与粘结剂混合均匀，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韩星，黄宁，郝华，谢鹃，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