一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷及其制备方法。该制备方法为：将Ag<subgt;2</subgt;O和Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;混合均匀后进行有氧预烧，得预烧粉；将预烧粉置于模具中进行SPS烧结，得致密陶瓷，再经过脱碳处理和被电极，即得；所述Ag<subgt;2</subgt;O和Nb<subgt;2</subgt;O<subgt;5</subgt;的摩尔比为1：0.8～1.2；所述SPS烧结过程的温度为700～1050℃，压力为40～120MPa，时间为3～7min。该方法利用SPS技术在烧结同时还可以实时施加压力，获得比传统固相法更高的致密度，并且还大幅度降低了烧结温度，从而获得结构致密且晶粒细小的陶瓷体，成功实现了AgNbO<subgt;3</subgt;陶瓷储能密度的优化提升，经测试，相较于无晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷，其储能性能提升最高可达92％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铌酸银陶瓷材料，具体涉及一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷及其制备方法，属于电介质储能陶瓷。

技术介绍

1、介电储能电容器由于具有充放电速率快(～ns)、功率密度高(～108w/kg)、循环寿命长(～5万次)等优点，在新能源发电系统、混合动力汽车、医疗器械、航天器、卫星和脉冲武器系统等领域应用广泛。但是，能量密度过低是限制其在具有微型化、集成化发展需求的终端产品中使用的主要原因。agnbo3作为重要的无铅反铁电材料，具有较高的饱和极化、较低的剩余极化和较高的能量密度，但与传统的铅基反铁电材料相比，其有效能量密度相对较低。

2、由于晶粒尺寸对陶瓷体击穿电场有显著影响，并且晶粒尺寸达到临界晶粒尺寸时，极化强度也会随之发生明显变化，所以制备具有明显晶粒尺寸效应的陶瓷体是优化提升储能密度的手段之一。一般通过传统固相烧结很难实现纳米晶陶瓷的制备，而往往陶瓷的尺寸效应都在亚微米甚至一两百纳米的尺度内显现，所以寻找合适的制备方法至关重要。此外，在空气环境中，ag2o和nb2o5并不能很好的经过高温反应获得单相an，因此需要在富氧环境中制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：将Ag2O和Nb2O5混合均匀后进行有氧预烧，得预烧粉；将预烧粉置于模具中进行SPS烧结，得致密陶瓷，再经过脱碳处理和被电极，即得；

2.根据权利要求1所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述Ag2O和Nb2O5的混合过程为湿式球磨混合，球磨介质为无水乙醇，研磨球为直径2～8mm的ZrO2磨球。

3.根据权利要求2所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述球磨混合过程中，粉体、球磨介质和研磨球的质量比为1:1～1.5:5～10，球磨至粉体粒径≤...

【技术特征摘要】

1.一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：将ag2o和nb2o5混合均匀后进行有氧预烧，得预烧粉；将预烧粉置于模具中进行sps烧结，得致密陶瓷，再经过脱碳处理和被电极，即得；

2.根据权利要求1所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述ag2o和nb2o5的混合过程为湿式球磨混合，球磨介质为无水乙醇，研磨球为直径2～8mm的zro2磨球。

3.根据权利要求2所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述球磨混合过程中，粉体、球磨介质和研磨球的质量比为1:1～1.5:5～10，球磨至粉体粒径≤300nm；所述球磨混合的时间为24～48h，球磨转速为300～400r/min。

4.根据权利要求1所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述有氧预烧的条件为：温度为800～900℃，时间为3～6h，氧气流量为0.2～0.8l/min。

5.根据权利要求1所述的一种高效晶粒尺寸效应的铌酸银储能陶瓷的制备方法，其特征在于：所述预烧粉在置于模具之前还需要进行干燥和...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏忠钠，陈莹，贺佳，彭豪杰，陈海燕，李传常，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：