一种钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体、陶瓷及其制备方法和应用

文档序号:26138628发布日期:2021-08-03 14:21阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体,其特征在于,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的化学通式为(1-z)(ba1-xcax)(ti1-ysny)o3-zbi(zn2/3(nb0.85ta0.15)1/3)o3,其中,0≤x≤0.05,0≤y≤0.09,0.1≤z≤0.15。

2.如权利要求1所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)按权利要求1的化学通式中元素的化学计量比的原料:含ba化合物、可选的含ca化合物、含ti化合物、可选的含sn化合物、含bi化合物、含zn化合物、含nb化合物和含ta化合物以溶剂为介质球磨,获得浆料;

2)将所述浆料进行干燥、预烧,即得所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体。

3.如权利要求2所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

11)步骤1)中,所述溶剂选自无水乙醇和水中的至少一种;

12)步骤1)中,所述溶剂与所述原料的质量比为2~3:1;

13)步骤1)中,所述球磨所用球与所述原料的质量比为1.5~2:1;

14)步骤1)中,球磨时间为12~20h;

21)步骤2)中,干燥温度为60~100℃;

22)步骤2)中,干燥时间为4~6h;

23)步骤2)中,预烧温度为800~1000℃;

24)步骤2)中,预烧时间为2~6h。

4.如权利要求1所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体在脉冲功率设备、高功率电容器和定向能武器中的应用。

5.一种钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,其特征在于,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的化学通式为(1-z)(ba1-xcax)(ti1-ysny)o3-zbi(zn2/3(nb0.85ta0.15)1/3)o3,其中,0≤x≤0.05,0≤y≤0.09,0.1≤z≤0.15。

6.如权利要求5所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体添加粘结剂造粒,压制成型,排粘,烧结,即得所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体为权利要求1所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体或权利要求2或3所述制备方法制得的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体。

7.如权利要求6所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

a)在造粒之前研磨和球磨;

b)所述造粒为将添加粘结剂的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体在100~300目的筛子下过筛;

c)所述粘结剂的用量为所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的6~10wt%;

d)所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇中的至少一种;

e)所述压制成型的相对压强为2~5mpa;

f)排粘温度为580~630℃;

g)排粘时间为4~6h;

h)在空气中于900~1200℃烧结;

i)烧结时间为2~4h;

j)在烧结之后进行打磨和镀电极。

8.如权利要求7所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

a1)特征a)中,球磨12~20h;

a2)特征a)中,球磨至0.2~1.4μm;

j1)特征j)中,打磨后的陶瓷厚度为0.1~0.3mm;

j2)特征j)中,在打磨后的陶瓷上下表面镀银电极或金电极。

9.如权利要求8所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,特征j2)中,还包括如下技术特征中的至少一项:

j21)银电极的直径为1.9~3mm;

j22)采用烧银的方法镀银电极;

j23)金电极的直径为1.9~3mm;

j24)采用烧金的方法镀金电极。

10.如权利要求9所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

j221)特征j22)中,烧银温度为600~650℃;

j222)特征j22)中,烧银时间为20~30min;

j241)特征j24)中,烧金温度为200~250℃;

j242)特征j24)中,烧金时间为20~30min。

11.如权利要求5所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷在脉冲功率设备、高功率电容器和定向能武器中的应用。


技术总结
本发明提供一种钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体、陶瓷及其制备方法和应用,该陶瓷粉体的化学通式为(1‑z)(Ba1‑xCax)(Ti1‑ySny)O3‑zBi(Zn2/3(Nb0.85Ta0.15)1/3)O3,其中,0≤x≤0.05,0≤y≤0.09,0.1≤z≤0.15。本发明采用传统固相制备陶瓷技术和工业原料获得,陶瓷的烧结温度可降低至1150℃,材料的放电速度t0.9为24ns,充放电速度极快,属于新型的无铅储能陶瓷电容器材料。所述钛酸钡基弛豫铁电陶瓷具有超快速的充放电能力和高功率密度,在脉冲功率设备、高功率电容器、定向能武器等领域有着广泛的应用前景。

技术研发人员:李伟;孙铭泽;张玉洁;周晓晓;任梦宇;唐旭;郝继功
受保护的技术使用者:聊城大学
技术研发日:2021.05.20
技术公布日:2021.08.03
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