钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷及制备方法和应用，该陶瓷的化学组成为(1‑x)Bi

High energy density and power density ceramics based on bismuth sodium titanate and its preparation and Application

The invention relates to bismuth sodium titanate based high energy storage density and power density ceramics and its preparation method and application. The chemical composition of the ceramics is (1 \u2011 x) Bi

【技术实现步骤摘要】
钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷及制备方法和应用
本专利技术涉及脉冲功率电容器用陶瓷介质材料领域，具体是一种钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，电子元器件不断向轻量化、小型化和集成化的方向发展，这对用于电子元器件的材料提出了越来越高的要求。相比于电池、电化学电容器等储能装置，陶瓷电介质电容器能够表现出功率密度高、充放电速度快、使用寿命长以及温度稳定性优异等特点，是脉冲功率系统的重要组成部分，能够广泛的应用于高功率微波武器、激光武器、电磁发射器、混合动力电动车等脉冲功率体系中。目前应用于脉冲功率器件的陶瓷电介质电容器主要集中在铅基反铁电材料，这是由于铅基反铁电陶瓷介质材料具有较高的击穿电场强度和储能密度。然而，随着人们环保意识的不断增强以及环保主题日益引起世界各国的关注，使得含铅材料的使用逐渐受到限制。因此，开发出具有高储能密度和功率密度的新型无铅陶瓷介质材料就显得尤为重要和紧迫。钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5TiO3，BNT)属于一种ABO3复合型钙钛矿结构材料，具有较高的最大极化强度(Pmax～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷，其特征在于，该陶瓷的化学组成为(1-x)Bi

【技术特征摘要】
1.钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷，其特征在于，该陶瓷的化学组成为(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb0.5Al0.5O3，其中x＝0.15～0.35。


2.根据权利要求1所述的钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷，其特征在于，上述化学组成中的x优选0.30。


3.如权利要求1所述的钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷的制备方法，其特征在于，使用固相反应法制备得到相应的储能陶瓷，具体采用以下步骤：
选取纯度大于98％的Bi2O3、Na2CO3、TiO2、SrCO3、Al2O3和Nb2O5作为原料；
按照化学式(1-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb0.5Al0.5O3，x＝0.15～0.35称取原料，并通过一次球磨工艺混合均匀，得到初始的原料粉体；
将原料粉体在密闭条件下于800-850℃下煅烧3-4h，得到预合成的陶瓷粉体；
将预合成的陶瓷粉体进行二次球磨，在100℃下烘干，经造粒、陈腐、模压成型得到陶瓷坯体；
将陶瓷坯体在500-600℃下进行排胶处理5-8h，排胶后的陶瓷坯体在密闭条件下烧结，烧结温度为1150～1180℃，升温速率3-4℃/min，保温时间2-3h，自然随炉冷却到室温后得到钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷。


4.根据权利要求3所述的钛酸铋钠基高储能密度和功率密度陶瓷的制备方法，其特征在于，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟继卫，闫非，沈波，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31