一种高电导玻璃粉及其制备方法，及基于其的钛酸钡基玻璃陶瓷及其制备方法与流程

本发明属于介电储能陶瓷领域，具体涉及一种高电导玻璃粉及其制备方法，及基于高电导玻璃的钛酸钡基玻璃陶瓷及其制备方法。

背景技术：

高储能密度电介质具有高能量密度和高功率密度，可用于开发高容量电容器，在脉冲功率技术、功率电子电路、电动汽车、电网功率调节等方向有巨大的应用潜力。但是，目前现有的大多数无铅储能陶瓷介质材料存在着两大难题。一是介电材料的储能密度有待进一步提高，高储能密度可以实现器件小型化，进而节约成本。研究发现，材料的介电常数和击穿强度决定储能密度的高低，介电常数和击穿强度的提高能有效增大材料的储能密度。二是介质材料的温度稳定性有待进一步提高。当需要在一些极端温度条件下使用时，比如气温低至零下几十摄氏度的寒冷地区，又或者工作温度高达上百摄氏度的导弹发射、石油钻井和汽车发动机等环境，均对介质材料的温度稳定性提出更高的要求。所以开发同时具有高储能密度和温度稳定性良好的介质材料是储能技术发展的新要求。

陶瓷材料因为具备合适的极化强度值和宽的工作温度范围成为储能介质材料的研究热点。在众多无铅陶瓷介质材料中，钙钛矿结构的batio3基弛豫铁电体材料因为具备高的饱和极化强度值，低的剩余极化强度值和适中的击穿电场强度，获得了高的可释放储能密度和能量存储效率。但击穿电场强度的提高成为陶瓷储能介质材料的研究瓶颈。近年来，很多研究者在batio3基弛豫铁电陶瓷中添加玻璃，来提高其击穿电场强度和储能密度。在烧结过程中，晶界处的玻璃相抑制陶瓷晶粒的生长达到细化晶粒的作用，从而改善其击穿电场强度，同时又在一定程度上优化了陶瓷材料的频率稳定性和温度稳定性，使玻璃陶瓷材料的研究受到重视。但目前已报到的绝大多数玻璃添加相都是绝缘性的玻璃，且玻璃相熔融温度高达1300℃到1550℃。x.y.wei等人(j.appl.phys.113,024103(2013).)设计了一种反晶界层电容器模型，晶界是高电导玻璃，晶粒是绝缘的陶瓷，使加在晶粒上的电场强度高于晶界，通过电场调控提高玻璃陶瓷的击穿电场强度。t.wang等人(j.alloyscompd.617,399(2014).)在(ba0.4sr0.6)tio3中添加熔融温度仅有1000℃的高电导bao-b2o3-sio2-na2co3-k2co3玻璃，成功的改善了(ba0.4sr0.6)tio3陶瓷的击穿电场强度。

t.wang等人(j.am.ceram.soc.98,559(2015).)报道的batio3-bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)弛豫铁电体陶瓷在164kv/cm的电场强度下获得了1.13j/cm³的可释放能量密度和高达92.5％的能量存储效率，btbmn是一种很有潜力的batio3基储能陶瓷体系。但目前在batio3-bi基弛豫铁电体陶瓷中添加高电导玻璃，以获得优良的储能性能和温度稳定性的研究还未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高电导玻璃粉及其制备方法，及基于其的钛酸钡基玻璃陶瓷及其制备方法，该高电导玻璃粉是一种低熔点高电导的玻璃，并且在制备过程中采用的技术成熟，所使用到的材料价格低廉，具有环境友好、实用性好等特性；基于该玻璃制备出的玻璃陶瓷熔点低，储能效率高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高电导玻璃粉，所述高电导b2o3-na2b4o7-na2sio3体系玻璃粉的熔融温度为900℃～1000℃。

优选的，所述高电导玻璃粉由b2o3粉体、na2b4o7粉体和na2sio3粉体混合制备而成；以质量百分数计，其中b2o3粉体占比为40％～60％，na2b4o7粉体占比为40％～60％，na2sio3粉体占比为5％～20％。

一种上述高电导玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照质量份数b2o3粉体40份～60份、na2b4o7粉体40份～60份和na2sio3粉体5份～20份称量并混合制得混合粉体a；将混合粉体a混合均匀后，升温制备出熔融状玻璃液，将玻璃液淬火制得玻璃碎片；将玻璃碎片在60℃～100℃烘干后，研磨成细粉，过120目筛后，再次球磨混合均匀，制得混合料b；将混合料b在60℃～100℃烘干后，制得b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉。

优选的，混合粉体a通过球磨12h～24h混合均匀；混合粉体a升温至900℃～1000℃，保温2h～3h，制备出熔融状玻璃液。

一种钛酸钡基玻璃陶瓷，所述钛酸钡基玻璃陶瓷的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3–x(b2o3-na2b4o7-na2sio3)，其中，x表示b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉占0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷粉质量的百分数，且1％≤x≤12％。

优选的，所述钛酸钡基玻璃陶瓷的放电能量密度为0.53j/cm³～1.26j/cm³，储能效率为55％～84％，电场强度为200kv/cm～240kv/cm；在-61℃～275℃的温度范围之间，容温变化率|δc/c25℃|≤15％。

一种基于上述的高导电玻璃粉的钛酸钡基玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：将0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷粉体和b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉按照化学式0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3–x(b2o3-na2b4o7-na2sio3)配料并混合均匀，其中，x表示b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉占0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷粉体质量的百分数，且1％≤x≤12％；混合均匀并在60℃～100℃烘干得到混合粉体d、造粒并压片，得到速坯；将所得速坯进行排胶，将经过排胶的速坯在850℃～1225℃烧结2h～3h，得到钛酸钡基玻璃陶瓷。

优选的，0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷粉体通过以下过程制备：按照化学式0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3的化学计量比将baco3粉体、tio2粉体、bi2o3粉体、mgo粉体和nb2o5粉体混合均匀得到混合料c，将混合料c在60℃～100℃烘干后进行预烧，制得0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷粉体。

优选的，baco3粉体、tio2粉体、bi2o3粉体、mgo粉体和nb2o5粉体通过球磨12h～24h混合均匀；预烧时间为2h～3h，预烧温度为1100℃～1200℃。

优选的，0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3粉体和b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉通过球磨12h～24h混合均匀；

造粒过程为在混合粉体d中加入粘结剂进行造粒，粘结剂选用聚乙烯醇；粘结剂加入量为混合粉体d质量的2％～8％；

压片过程中压力为100mpa～200mpa；排胶温度为500℃～600℃，排胶时间为4h～6h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种高电导b2o3-na2b4o7-na2sio3(bnn)玻璃粉，熔融温度仅为900℃～1000℃；现有技术中，玻璃熔融温度多在1300℃～1550℃；该玻璃的熔融温度低，生产成本低。

本发明还公开了一种高电导玻璃粉的制备方法，通过熔融法在900℃～1000℃制备低熔点高电导玻璃b2o3-na2b4o7-na2sio3(bnn)玻璃，高温取出淬火制得玻璃碎片；制备过程中采用的技术成熟，所使用到的材料价格低廉，具有环境友好、实用性好等特性，且生产成本低。

本发明公开了一种基于上述玻璃粉制备的钛酸钡基玻璃陶瓷，该玻璃陶瓷由0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)陶瓷和b2o3-na2b4o7-na2sio3(bnn)玻璃组成，制备过程中，玻璃不与陶瓷基体发生反应生成第二相；由于低熔点高电导玻璃相bnn的加入，改善了陶瓷的烧结特性，通过调节bnn玻璃添加量，烧结温度降低至850℃～1225℃，大幅降低陶瓷的烧结温度，降低生产成本；在降低烧结温度的同时，因bnn玻璃的加入，改善了钛酸钡基陶瓷的击穿电场强度，纯陶瓷的击穿电场强度为160kv/cm，而加入玻璃后，击穿电场强度提高到240kv/cm；同时由于低熔点高电导的玻璃相(bnn)的加入，改善了钛酸钡基陶瓷的温度稳定性，纯陶瓷在-16℃～220℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，而加入bnn玻璃后，温度范围增大到-61℃～275℃，介电常数温度稳定性良好；因bbn玻璃相的存在，使得放电能量密度能够达到1.26j/cm³，储能效率能够达到83％，满足一般电容器工作的温度稳定性需求。

本发明还公开了一种钛酸钡基玻璃陶瓷的制备方法，该方法通过固相法制备钛酸钡基玻璃陶瓷，0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3–x(b2o3-na2b4o7-na2sio3)，即btbmn-xbnn(bg)玻璃陶瓷；制备过程中，玻璃不与陶瓷基体发生反应生成第二相，通过调节bnn玻璃添加量，可以在温度范围850℃～1225℃获得致密的玻璃陶瓷样品，大幅降低陶瓷的烧结温度，降低生产成本；本发明的玻璃陶瓷材料制备工艺简单、技术成熟，适合工业化生产，得到的玻璃陶瓷击穿强度高，温度稳定性好。

【附图说明】

图1为bg玻璃陶瓷烧结温度，烧结密度和相对密度与bnn玻璃含量的关系图；

图2为bg玻璃陶瓷在1mhz下以室温25℃为基准的容温变化率图；

图3为bg玻璃陶瓷室温10hz下的电滞回线，箭头方向为bnn玻璃含量增大方向；

图4为bg玻璃陶瓷击穿电场强度和bnn玻璃含量的关系图；

图5为bg玻璃陶瓷的存储的能量密度(w)，可释放能量密度(wrec)，损失掉能量密度(wloss)和能量存储效率(η)与bnn玻璃含量的关系图。

【具体实施方式】

下面结合附图与具体步骤对本发明做进一步详细描述，本发明公开了一种高电导玻璃粉及其制备方法，及基于其的钛酸钡基玻璃陶瓷及其制备方法。该高电导玻璃粉的化学结构式为：b2o3-na2b4o7-na2sio3，简写为bnn，该玻璃粉的熔融温度为900℃～1000℃。该玻璃由纯的b2o3粉体、na2b4o7粉体和na2sio3粉体制备而成，原料中具体百分比含量为b2o3粉体40～60wt％，na2b4o7粉体40～60wt％，na2sio3粉体5～20wt％。

基于上述高电导玻璃粉制备出的低温烧结高储能密度钛酸钡基玻璃陶瓷结构式为0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3–x(b2o3-na2b4o7-na2sio3)；其中，x表示b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃占0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3陶瓷质量的百分数，且1％≤x≤12％；其中0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3为陶瓷，简写为btbmn；相对应该钛酸钡基玻璃陶瓷能够简写为btbmn-xbnn，简写为bg玻璃陶瓷，该玻璃陶瓷的烧结温度为850℃～1225℃，放电能量密度为0.53j/cm³～1.26j/cm³，储能效率为55％～84％，电场强度为200kv/cm～240kv/cm；在-61℃～275℃的温度范围之间，容温变化率|δc/c25℃|≤15％，介电常数温度稳定性良好，满足一般电容器工作的温度稳定性需求。

该钛酸钡基玻璃陶瓷的制备方法包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的b2o3，na2b4o7和na2sio3粉体按照质量份数(b2o3粉体40份～60份，na2b4o7粉体40份～60份，na2sio3粉体5份～20份)称量，称量后混合，制得混合粉体a；将混合粉体a在球磨机中球磨12h～24h混合均匀，混合粉体a在60℃～100℃烘干后放入刚玉坩埚，在900℃～1000℃烧制成熔融状态，保温2h～3h，升温速率为2℃/min～5℃/min；高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在60℃～100℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨12h～24h混合均匀，制得混合料b，将混合料b在60℃～100℃烘干后得到bnn玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按化学式0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨12h～24h混合均匀，得到混合料c；将混合料c在60℃～100℃烘干后在1100℃～1200℃预烧2h～3h，升温速率为2℃/min～5℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体按照化学式0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3–x(b2o3-na2b4o7-na2sio3)配料，其中，x表示b2o3-na2b4o7-na2sio3玻璃粉占0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3粉体质量的百分数，且1％≤x≤12％；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨12h～24h混合均匀，在60℃～100℃烘干后得到混合粉体d；在混合粉体d中加入2wt％～8wt％聚乙烯醇(pva)粘结剂造粒，在100mpa～200mpa下压片，制得片状混合物；将所得片状混合物在500℃～600℃保温4h～6h排胶得到陶瓷片；然后将陶瓷片在850℃～1225℃烧结，升温速率为2℃/min～5℃/min，保温2h～3h，得到击穿强度高，温度稳定性好的钛酸钡基玻璃陶瓷。

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

对比例：

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3，其制备方法，包括以下步骤：

(1)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后在1000℃预烧2小时，升温速率为5℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(2)钛酸钡基陶瓷的制备：将陶瓷粉球磨12小时混合均匀，在80℃烘干后加入5wt％pva粘结剂造粒，在200mpa下压片。在600℃保温4小时排胶得到陶瓷片。然后在1300℃烧结，升温速率为5℃/min，保温2小时，得到bg0玻璃陶瓷。

得到添加0wt％bnn玻璃的bg0玻璃陶瓷样品，即不添加玻璃的纯陶瓷样品，烧结特性如图1所示，纯陶瓷的烧结温度为1300℃，烧结密度为6.00g/cm³，样品的相对密度为97.07％。bg0样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，纯陶瓷在-16℃～220℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg0玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg0玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，纯陶瓷的击穿电场强度仅有160kv/cm。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg0玻璃陶瓷的储能特性，纯陶瓷的w为1.097j/cm³，wrec为0.914j/cm³，wloss为0.183j/cm³，η为86.27％。

实施例1

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3-x45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(wt％)，其中x表示bnn玻璃的质量分数，且x＝1。上述玻璃陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的45份b2o3，45份na2b4o7和10份na2sio3粉体称料混合，制备出45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(bnn)混合粉体，球磨12小时混合均匀，混合料在在80℃烘干后放入刚玉坩埚，在1000℃熔融，保温2小时，升温速率为3℃/min，高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在80℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨24小时混合均匀，混合料在60℃烘干后得到玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后在1100℃预烧2小时，升温速率为5℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉体和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体，按照btbmn-1wt％bnn(bg1)；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨12小时混合均匀，在80℃烘干后加入5wt％pva粘结剂造粒，在200mpa下压片。在600℃保温4小时排胶得到陶瓷片。然后在1225℃烧结，升温速率为5℃/min，保温2小时，得到击穿强度高，温度稳定性好的bg1玻璃陶瓷。

实施例1得到添加1wt％bnn玻璃的bg1玻璃陶瓷样品，烧结特性如图1所示，bg1的烧结温度为1225℃，烧结密度为5.68g/cm³，样品的相对密度为94.97％，说明bnn玻璃添加能降低btbmn陶瓷烧结温度。bg1样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，bg1玻璃陶瓷在-18℃～223℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷温度稳定性。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg1玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg1玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，bg1玻璃陶瓷的击穿电场强度为200kv/cm，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的击穿电场强度。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg1玻璃陶瓷的储能特性，bg1玻璃陶瓷的w为1.440j/cm³，wrec为1.190j/cm³，wloss为0.250j/cm³，η为83.65％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的储能特性。

实施例2

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3-x45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(wt％)，其中x表示bnn玻璃的质量分数，且x＝3。上述玻璃陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的40份b2o3，50份na2b4o7和20份na2sio3粉体称料混合，制备出40b2o3-50na2b4o7-20na2sio3(bnn)混合粉体，球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后放入刚玉坩埚，在1000℃熔融，保温2小时，升温速率为5℃/min，高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在100℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨24小时混合均匀，混合料在60℃烘干后得到玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后在1100℃预烧2.5小时，升温速率为5℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉体和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体，按照btbmn-3wt％bnn(bg3)；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨12小时混合均匀，在80℃烘干后加入5wt％pva粘结剂造粒，在200mpa下压片。在600℃保温4小时排胶得到陶瓷片。然后在1175℃烧结，升温速率为5℃/min，保温2小时，得到击穿强度高，温度稳定性好的bg3玻璃陶瓷。

实施例2得到添加3wt％bnn玻璃的bg3玻璃陶瓷样品，烧结特性如图1所示，bg3的烧结温度为1175℃，烧结密度为5.52g/cm³，样品的相对密度为93.35％，说明bnn玻璃添加能降低btbmn陶瓷烧结温度。bg3样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，bg3玻璃陶瓷在-24℃～231℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷温度稳定性。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg3玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg3玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，bg3玻璃陶瓷的击穿电场强度为220kv/cm，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的击穿电场强度。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg3玻璃陶瓷的储能特性，bg3玻璃陶瓷的w为1.522j/cm³，wrec为1.258j/cm³，wloss为0.263j/cm³，η为80.88％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的储能特性。

实施例3

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3-x45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(wt％)，其中x表示bnn玻璃的质量分数，且x＝7。上述玻璃陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的60份b2o3，40份na2b4o7和5份na2sio3粉体称料混合，制备出60b2o3-40na2b4o7-5na2sio3(bnn)混合粉体，球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后放入刚玉坩埚，在1000℃熔融，保温2.5小时，升温速率为5℃/min，高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在80℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后得到玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨24小时混合均匀，混合料在80℃烘干后在1100℃预烧2小时，升温速率为5℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉体和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体，按照btbmn-7wt％bnn(bg7)；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨12小时混合均匀，在80℃烘干后加入5wt％pva粘结剂造粒，在200mpa下压片。在600℃保温4小时排胶得到陶瓷片。然后在1025℃烧结，升温速率为5℃/min，保温2小时，得到击穿强度高，温度稳定性好的bg7玻璃陶瓷。

实施例3得到添加7wt％bnn玻璃的bg7玻璃陶瓷样品，烧结特性如图1所示，bg7的烧结温度为1025℃，烧结密度为5.28g/cm³，样品的相对密度为93.39％，说明bnn玻璃添加能降低btbmn陶瓷烧结温度。bg7样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，bg7玻璃陶瓷在-33℃～255℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷温度稳定性。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg7玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg7玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，bg7玻璃陶瓷的击穿电场强度为240kv/cm，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的击穿电场强度。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg7玻璃陶瓷的储能特性，bg7玻璃陶瓷的w为1.428j/cm³，wrec为1.019j/cm³，wloss为0.408j/cm³，η为62.89％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的储能特性。

实施例4

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3-x45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(wt％)，其中x表示bnn玻璃的质量分数，且x＝9。上述玻璃陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的45份b2o3，60份na2b4o7和10份na2sio3粉体称料混合，制备出45b2o3-60na2b4o7-10na2sio3(bnn)混合粉体，球磨20小时混合均匀，混合料在60℃烘干后放入刚玉坩埚，在900℃熔融，保温3小时，升温速率为2℃/min，高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在60℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨20小时混合均匀，混合料在100℃烘干后得到玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨20小时混合均匀，混合料在100℃烘干后在1150℃预烧3小时，升温速率为2℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉体和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体，按照btbmn-9wt％bnn(bg9)；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨24小时混合均匀，在60℃烘干后加入2wt％pva粘结剂造粒，在100mpa下压片。在500℃保温5小时排胶得到陶瓷片。然后在1000℃烧结，升温速率为3℃/min，保温3小时，得到击穿强度高，温度稳定性好的bg9玻璃陶瓷。

实施例4得到添加9wt％bnn玻璃的bg9玻璃陶瓷样品，烧结特性如图1所示，bg9的烧结温度为1000℃，烧结密度为5.06g/cm³，样品的相对密度为92.35％，说明bnn玻璃添加能降低btbmn陶瓷烧结温度。bg9样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，bg9玻璃陶瓷在-43℃～256℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷温度稳定性。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg9玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg9玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，bg9玻璃陶瓷的击穿电场强度为240kv/cm，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的击穿电场强度。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg9玻璃陶瓷的储能特性，bg9玻璃陶瓷的w为1.143j/cm³，wrec为0.815j/cm³，wloss为0.328j/cm³，η为55.79％，说明bnn玻璃添加量到达一定程度会减弱btbmn陶瓷的储能特性。

实施例5

本实施例陶瓷材料的化学式为：0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3-x45b2o3-45na2b4o7-10na2sio3(wt％)，其中x表示bnn玻璃的质量分数，且x＝12。上述玻璃陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)低熔点高电导玻璃粉的制备：将分析纯的50份b2o3，50份na2b4o7和15份na2sio3粉体称料混合，制备出50b2o3-50na2b4o7-15na2sio3(bnn)混合粉体，球磨24小时混合均匀，混合料在100℃烘干后放入刚玉坩埚，在1000℃熔融，保温2小时，升温速率为3℃/min，高温取出淬火制得玻璃，将得到的玻璃碎片在60℃烘干，研磨成细粉，过120目筛，放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在80℃烘干后得到玻璃粉。

(2)钛酸钡基陶瓷粉体的制备：按0.85batio3-0.15bi(mg2/3nb1/3)o3(btbmn)的化学计量比，称量分析纯的baco3、tio2、bi2o3、mgo和nb2o5粉体放入球磨机中球磨12小时混合均匀，混合料在60℃烘干后在1200℃预烧2小时，升温速率为3℃/min，制得btbmn陶瓷粉。

(3)制备玻璃陶瓷：将步骤(1)制备得到的bnn玻璃粉体和步骤(2)制备得到的btbmn陶瓷粉体，按照btbmn-12wt％bnn(bg12)；将玻璃粉添加到陶瓷粉中，称料球磨12小时混合均匀，在100℃烘干后加入8wt％pva粘结剂造粒，在150mpa下压片。在550℃保温6小时排胶得到陶瓷片。然后在850℃烧结，升温速率为2℃/min，保温2.5小时，得到击穿强度高，温度稳定性好的bg12玻璃陶瓷。

实施例5得到添加12wt％bnn玻璃的bg12玻璃陶瓷样品，烧结特性如图1所示，bg12的烧结温度为850℃，烧结密度为4.823g/cm³，样品的相对密度为92.74％，说明bnn玻璃添加能降低btbmn陶瓷烧结温度。bg12样品上银浆测试其介电性能，如图2所示，bg12玻璃陶瓷在-61℃～275℃容温变化率|δc/c25℃|≤15％，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷温度稳定性。将样品减薄至0.3mm，喷金电极测试样品的储能性能，bg12玻璃陶瓷的电滞回线如图3所示。图4为bg12玻璃陶瓷的击穿电场强度特性，bg12玻璃陶瓷的击穿电场强度为220kv/cm，说明bnn玻璃添加能改善btbmn陶瓷的击穿电场强度。通过计算图3的电滞回线能够得到样品的储能性能，图5为bg12玻璃陶瓷的储能特性，bg12玻璃陶瓷的w为0.742j/cm³，wrec为0.528j/cm³，wloss为0.214j/cm³，η为56.70％，说明bnn玻璃添加量到达一定程度会减弱btbmn陶瓷的储能特性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。