一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料及其制备方法技术

技术编号：43285982 阅读：19 留言：0更新日期：2024-11-12 16:07

本发明专利技术公开了一种B位掺杂的NaNbO<subgt;3</subgt;高熵陶瓷材料及其制备方法，属于高熵陶瓷材料技术领域。所述高熵陶瓷的化学式为Na(Nb<subgt;0.25</subgt;Ta<subgt;0.25</subgt;V<subgt;0.25</subgt;W<subgt;0.25</subgt;)O<subgt;3</subgt;，制备过程为按照设计的化学计量比分别称量Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;、Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、Ta<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、V<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;、WO<subgt;3</subgt;原料粉末，之后进行湿法球磨、干燥、煅烧、二次球磨、干燥、研磨、压片，最后在空气中1100℃下烧结4h得到高熵陶瓷。该高熵陶瓷在1kHz频率测试下，在常温下介电损耗低于0.05，介电常数为223。在常温下，测试频率从1kHz升高到1MHz时，该高熵陶瓷的介电常数保持稳定，在陶瓷电容器领域具有广泛的应用潜力。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料及其制备方法，属于高熵陶瓷。

技术介绍

1、铌酸钠(nanbo3)是一种典型的介电陶瓷材料，经过掺杂之后可以提升介电常数，降低介电损耗。

2、高熵陶瓷材料为五种及五种以上元素等比例或者近似等比例进行掺杂形成的多主元固溶体陶瓷。经过研究的深入，四主元等比例进行掺杂形成的单相固溶体陶瓷也可以被称为高熵陶瓷。在介电陶瓷领域，还未曾有过对铌酸钠进行高熵化的设计的研究或报道，本专利是通过对铌酸钠进行b位高熵化设计，将化学性质相近的四种元素等摩尔比掺杂到铌酸钠的b位晶格中，可以引起了铌酸钠产生晶格畸变效应，使其混乱度增加，可以提高其介电常数。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料及其制备方法，所述陶瓷的化学式为：na(nb0.25ta0.25v0.25w0.25)o3。

2、其制备方法包括以下步骤：

3、(1)按照na(nb0.25ta0.25v0.25w0.25)o3化学式分别称量na2co3、nb2o5、ta2o5、v2o5、wo3原料粉末。

4、(2)将上述粉末放入球磨机中进行湿法球磨混合，之后干燥、煅烧，得到高熵陶瓷粉末，再二次球磨、干燥、研磨、压片。

5、(3)将压制成型的高熵陶瓷块体放入马弗炉中，在空气中进行烧结。

6、优选的，本专利技术步骤(2)中湿法球磨的条件为：球磨机的转速为15～35转/分钟，球磨时间为36～

7、优选的，本专利技术步骤(2)中干燥条件为：步骤(2)中干燥的温度为80～120℃，干燥时间为12～30h。

8、优选的，本专利技术步骤(2)中煅烧的条件为：在780～820℃煅烧2～3小时。

9、优选的，本专利技术步骤(2)中过筛的目数为80～200目。

10、优选的，本专利技术步骤(2)中研磨条件为：将干燥后的混合粉末放入研磨罐中进行研磨20～50分钟。

11、优选的，本专利技术步骤(2)中压片所用的模具直径为16～18mm，单轴压力为180～200mpa，保压时间为5～15分钟。

12、优选的，本专利技术步骤(3)烧结过程中：以5℃/min的升温速率将温度从室温升温至1080～1120℃，在马弗炉中保温时间为3.8～4.2小时，之后随炉冷却至低温后取出。

13、本专利技术的有益效果

14、(1)本专利技术制备过程简单，无需气氛保护。仅需要使用普通的马弗炉进行烧结，具有烧结时间短，节约能源，工艺简单，制作成本低，生产周期短，效率高等特点。

15、(2)本专利技术所制备的na(nb0.25ta0.25v0.25w0.25)o3高熵陶瓷不需要添加任何粘结剂、烧结助剂和分散剂。

16、(3)本专利技术所制备的na(nb0.25ta0.25v0.25w0.25)o3高熵陶瓷在常温下，1khz到1mhz测试频率下介电常数保持稳定。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料，其特征在于：所述高熵陶瓷在B位进行高熵化设计，所述高熵陶瓷的化学式为：Na(Nb0.25Ta0.25V0.25W0.25)O3。

2.根据权利要求1所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中一次球磨和二次球磨的条件均为：球磨机的转速为15～35转/分钟，球磨时间为36～72小时，球磨介质为蒸馏水、氧化锆球，球：料：蒸馏水为(2～3):1:1。球磨介质为氧化锆球，氧化锆球大球，中球，小球的质量比为1：(2～3)：1。

4.根据权利要求2所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中干燥的温度为80～120℃，干燥时间为12～30h。

5.根据权利要求2所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中研磨条件为：将干燥后的混合粉末放入研磨罐中进行研磨20～50分钟。筛网的目数为80～200目。>

6.根据权利要求2所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中煅烧条件为：在780～820℃煅烧2～3小时。

7.根据权利要求2所述一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中压片所用的模具直径为16～18mm，单轴压力为180～200MPa，保压时间为5～15分钟。

8.根据权利要求3所述其特征在于一种B位掺杂的NaNbO3高熵陶瓷材料的制备方法：步骤(3)烧结过程中：以5℃/min的升温速率将温度从室温升温至1080～1120℃，在马弗炉中保温时间为3.8～4.2小时，之后随炉冷却至低温用坩埚钳取出。

...

【技术特征摘要】

1.一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料，其特征在于：所述高熵陶瓷在b位进行高熵化设计，所述高熵陶瓷的化学式为：na(nb0.25ta0.25v0.25w0.25)o3。

2.根据权利要求1所述一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中一次球磨和二次球磨的条件均为：球磨机的转速为15～35转/分钟，球磨时间为36～72小时，球磨介质为蒸馏水、氧化锆球，球：料：蒸馏水为(2～3):1:1。球磨介质为氧化锆球，氧化锆球大球，中球，小球的质量比为1：(2～3)：1。

4.根据权利要求2所述一种b位掺杂的nanbo3高熵陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中干燥的温度为80～120℃，干燥时间为12～30h。

5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涵，杨现猛，黄新春，黄章峰，宋邦洪，李朝雄，
申请(专利权)人：安徽盈锐优材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人