一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料及其制备方法技术

技术编号:22044199 阅读:47 留言:0更新日期:2019-09-07 11:54
本发明专利技术公开了一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料及其制备方法,其化学式为(1‑x)NaNbO3‑x(Bi0.5Na0.5)HfO3,其中0.05≤x≤0.2;该材料通过配料、球磨、预烧、二次球磨、造粒成型、排胶、成烧、抛光和被银电极获得。基于电滞回线计算的储能密度在0.99~3.51J/cm

A Ceramic Material with High Energy Storage Density and Efficiency and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及电介质储能陶瓷材料
,具体涉及一种同时具有高储能密度和高储能效率的铌酸钠基陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
20世纪70年代后期,随着核物理、电子束、加速器、激光、放电理论和等离子等技术的研究和日益广泛的应用,脉冲功率技术开始广泛应用于国防、科学实验、工农业及医学领域中。进入21世纪以来,脉冲功率技术与高电压新技术逐渐成为当前学科覆盖率和高技术集成度很高的新兴学科,是电工科学领域最具有活力的分支学科之一。随着科学技术的发展,尤其是发达国家在国防和空间计划上的需要,脉冲功率技术逐渐得到重视。脉冲功率技术是指由初始储能技术产生所需的初级脉冲波形(毫秒至微妙),然后再利用脉冲成形和开关技术,在时间尺度上通过对能量的脉冲进行压缩、整形,实现输出脉冲峰值功率的放大,并输出到负载,为高科技装置和新概念武器提供强电脉冲功率源。脉冲功率装置的主体是高功率脉冲电源,为脉冲功率装置的负载提供电磁能量。一般,脉冲功率技术包括初始能源、中间储能、脉冲压缩和变换以及负载等几个环节。目前,初始能源的种类主要有电能(固态电容器,超级电容器,电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料的化学组成为(1‑x)NaNbO3‑x(Bi0.5Na0.5)HfO3,其中0.05≤x≤0.2。

【技术特征摘要】
1.一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料的化学组成为(1-x)NaNbO3-x(Bi0.5Na0.5)HfO3,其中0.05≤x≤0.2。2.如权利要求1所述的一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、计算称量:将分析纯的无水碳酸钠,五氧化二铌,三氧化二铋和二氧化铪原料在120-150℃条件下烘干处理10-15小时后,按化学通式(1-x)NaNbO3-x(Bi0.5Na0.5)HfO3,(0.05≤x≤0.2)中的化学计量比依次称取上述各原料,并依次倒入球磨罐中,得混合物;S2、球磨:将步骤S1所得的混合物在乙醇中以ZrO2球为媒质行星球磨12-20小时,烘干过筛,得干粉;S3、预烧:将步骤S2所得的干粉在870-920℃空气中预烧5-12小时后,研磨过筛,得粉料A;S4、多次球磨:将步骤S3所得的粉料A在乙醇中行星球磨12-20小时;烘干后,将粉料再在乙醇中行星球磨12-20小时,依次进行多次球磨,最终烘干后,得粉料B;S5、造粒成型:将步骤S4所得的粉料B按粉体质量的5%加入聚乙烯醇造粒,得成形素坯;S6、排胶:将步骤S5所得的成形素坯置于中温炉中升温至500-650℃,保温2-5小时后,随炉自然冷却;S7、成烧:将步骤S6所得的成形素坯采用两步升温法逐渐升温至1230-1310℃,保温1-5小时后,随炉自然冷却,得到致密陶瓷片。3.根据权利要求2所述的一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S5中造粒后的粉料在100-300MPa的压力下干压成型。4.根据权利要求2所述的一种同时具有高储能密度和效率的陶瓷材料的制备方法,其特征在于,所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜红亮
申请(专利权)人:西安外事学院
类型:发明
国别省市:陕西,61

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