极，测试陶瓷样品在室温10Hz交流电场下的电滞回线，并根据电滞回线积分计算储能密度。
[0029]陶瓷样品在室温下测得的电滞回线如图2所示，储能密度为1.31J/cm3，击穿场强为 147kV/cm。
[0030]实施例3:
[0031]制备0.97Bi0.47Na0.47Baa06Ti03-0.03Y203反铁电陶瓷材料:
[0032]按照上述化学组成计算原料Bi203、Na2C03、Ti02、BaC03、Y203的质量并用分析天平准确称取，将称量后的原料与玛瑙球及无水乙醇按照重量比1:2:3混合装入球磨罐球磨，球磨机转速为300r/min，球磨时间为18小时，经干燥后放入高温炉在900°C煅烧3小时，再二次球磨(原料与玛瑙球及无水乙醇的质量比1:2:2)，转速为300r/min，球磨时间为24小时。干燥之后按照粉料总质量的6%添加质量浓度为5wt%的聚乙烯醇溶液造粒，过80目筛，经压片，在650保温1小时排胶后，采用二步烧结工艺烧结成陶瓷:第一步，以6°C /min的升温速率加热到1160°C，不保温，第二步，以20°C /min的降温速率将温度降低到1020°C，保温7小时，随炉冷却。将陶瓷表面抛光后被电极，测试陶瓷样品在室温10Hz交流电场下的电滞回线，并根据电滞回线积分计算储能密度。
[0033]陶瓷样品在室温下测得的电滞回线如图3所示，其储能密度为2.06J/cm3，击穿场强为 220kV/cm。
[0034]实施例4:
[0035]制备0.96Bi0.47Na0.47Ba0.06Ti03-0.04Y203反铁电陶瓷材料:
[0036]按照上述化学组成计算原料Bi203、Na2C03、Ti02、BaC03、Y203的质量并用分析天平准确称取，将称量后的原料与氧化锆球及丙酮按照重量比1:3:3混合装入球磨罐球磨，球磨机转速为300r/min，球磨时间为24小时，经干燥后放入高温炉在900°C煅烧4小时，再二次球磨(原料与氧化错球及丙酮按照重量比1:3:3)，转速为300r/min，球磨时间为10小时。干燥之后按照粉料总质量的5%添加质量浓度为7wt%的聚乙烯醇溶液造粒，过80目筛，经压片，在550°C保温2小时排胶后，采用二步烧结工艺烧结成陶瓷:第一步，以8°C /min的升温速率加热到1180°C，不保温，第二步，以30°C /min的降温速率将温度降低到1040°C，保温6小时，随炉冷却。将陶瓷表面抛光后被电极，测试陶瓷样品在室温10Hz交流电场下的电滞回线，并根据电滞回线积分计算储能密度。
[0037]陶瓷样品在室温下测得的电滞回线如图4所示，其储能密度为1.26J/cm3，击穿场强为 185kV/cm。
[0038]实施例5:
[0039]制备0.995Bi0.47Na0.47Ba0.06Ti03-0.00 5Y203反铁电陶瓷材料:
[0040]按照上述化学组成计算原料Bi203、Na2C03、Ti02、BaC03、Y203的质量并用分析天平准确称取，将称量后的原料与玛瑙球及无水乙醇按照重量比1:2:3混合装入球磨罐球磨，球磨机转速为250r/min，球磨时间为12小时，经干燥后放入高温炉在800°C煅烧2.5小时，再二次球磨(原料与玛瑙球及无水乙醇的质量比1:2:3)，转速为250r/min，球磨时间为16小时。干燥之后按照粉料总质量的8%添加质量浓度为5wt%的聚乙烯醇溶液造粒，过80目筛，经压片，在500保温2小时排胶后，采用二步烧结工艺烧结成陶瓷:第一步，以5°C /min的升温速率加热到1120°C，不保温，第二步，以10°C /min的降温速率将温度降低到960°C，保温10小时，随炉冷却。将陶瓷表面抛光后被电极，利用美国Radiant公司的Premier II型铁电测试仪测试陶瓷样品在室温10Hz交流电场下的电滞回线，并根据电滞回线积分计算储能密度。
[0041]样品在室温下测得其储能密度为1.64J/cm3，击穿场强为161kV/cm。
【主权项】
1.一种高储能密度的无铅反铁电陶瓷，其特征在于其化学组成通式为(1-X)Bia47Na0.47Ba0.06Ti03-xY203，其中 0.005 ^ x ^ 0.04。2.一种制备如权利要求1所述的无铅反铁电陶瓷的方法，其具体步骤如下:(1)按照化学式(l-x)BiQ.47NaQ.47BaaQ6Ti03-xY203，式中0.005 彡 x 彡 0.04，分别称取原料于球磨机球磨混合，然后放入烘箱干燥； (2)将步骤⑴所得的粉料放入高温炉中于800?900°C煅烧2?4小时，煅烧后的粉料再次球磨并干燥； (3)将步骤(2)所得粉料加入有机粘结剂造粒，过筛，将粉料压制成型、排胶，得陶瓷坯体； (4)将步骤(3)所得陶瓷坯体放入高温炉中，采用二步烧结工艺烧结:第一步，以5?10°C /min的升温速率加热到1120?1180°C，不保温；第二步，以10?30°C /min的降温速率将温度降低到960?1040°C，保温5?10小时，随炉冷却； (5)将步骤(4)烧结后的陶瓷样品经过抛光打磨后被银电极，得高储能密度的无铅反铁电陶瓷。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤⑴称取的原料为扮203、.0)3、1102、BaC03和 Y 203。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中的球磨机为行星式球磨机；球磨过程的球磨介质均为氧化锆球或玛瑙球，分散剂均为丙酮或无水乙醇；粉料:球磨介质:分散剂的重量比均为1: (1?3): (1?3);球磨机转速均为250?300r/min，球磨时间均为8?24小时。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的粘结剂为质量浓度为5?7被％的聚乙烯醇溶液；聚乙烯醇溶液的加入量为粉料总质量的5?8%。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的过筛为过80目方孔筛。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的排胶温度为500?650°C，保温1?2小时。
【专利摘要】本发明涉及一种高储能密度的无铅反铁电陶瓷及制备方法，其特征在于其化学组成通式为(1-x)Bi0.47Na0.47Ba0.06TiO3-xY2O3，其中0.005≤x≤0.04。其原料为分析纯的Bi2O3、Na2CO3、TiO2、BaCO3和Y2O3粉末。原料经球磨和预烧处理后再经二次球磨获得粉料，再加入粘结剂，研磨造粒压片成型，然后采用二步烧结法制备陶瓷。本发明所制得的反铁电陶瓷材料具有均匀致密的微观形貌，储能性能优异，储能密度可达2.06J/cm3，非常适合用作高密度储能电容器材料。本发明所采用的制备方法成本低廉、工艺简单、便于应用推广。
【IPC分类】C04B35/475
【公开号】CN105399416
【申请号】CN201510846818
【发明人】吕忆农, 俞正磊, 刘云飞, 丁健翔, 马成建
【申请人】南京工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月27日