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专利号: 2022109651182
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料的通式为(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3,其中x的取值为0.06~

0.12。

2.根据权利要求1所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料的介电常数为2195~10194,居里温度为395~424℃,最大极化强2

度为23.3~33.7μC/cm。

3.根据权利要求1所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料,其特征在于:所述x的取值为0.1。

4.根据权利要求3所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料,其特征在于:所述陶瓷材料的介电常数为10194,居里温度为424℃,最大极化强度为33.7μC/

2 3

cm,有效储能密度为1.603J/cm,储能效率为81%。

5.一种权利要求1所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料的制备方法,其特征在于它由下述步骤组成:(1)配料

按照(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3的化学计量,分别称取纯度为

99.5%以上的Bi2O3、Fe2O3、BaCO3、TiO2、SrCO3、Ga2O3、Ta2O5,混合均匀后装入尼龙罐中,然后以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质,充分混合球磨20~24小时,分离锆球,在60~90℃下干燥12~24小时,用研钵研磨,得到原料混合物;

(2)预烧

将步骤(1)的原料混合物置于氧化铝坩埚内,用玛瑙棒压实,加盖,在850~950℃预烧2~4小时,然后自然冷却至室温,用研钵研磨,得到(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3预烧粉;

(3)二次球磨

将步骤(2)的(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3预烧粉装入尼龙罐中,充分混合球磨20~24小时,在60~90℃下干燥12~24小时,用研钵研磨,过180目筛,得到(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3粉体;

(4)压片

将步骤(3)的(0.67‑x)BiFeO3‑0.33BaTiO3‑xSr(Ga0.5Ta0.5)O3粉体用粉末压片机压制成圆柱状坯件,然后在150~200MPa的压力下进行冷等静压5~7分钟;

(5)无压密闭烧结

将步骤(4)冷等静压后的圆柱状坯件放在氧化锆平板上,将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中,1050~1090℃恒温烧结3~5小时,随炉自然冷却至室温,制备成铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,预烧的升温速率为2~5℃/分钟。

7.根据权利要求5所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,将圆柱状坯件放在氧化锆平板上,将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中,1070℃恒温烧结5小时,随炉自然冷却至室温。

8.根据权利要求5或7所述的高居里温度兼具储能特性的铁酸铋基无铅铁电陶瓷材料的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,烧结的升温速率为2~5℃/分钟。