[发明专利]一种介质阻挡层材料及其制备与应用方法

权利要求书

1.一种介质阻挡层材料，其特征在于：所述介质阻挡层材料为玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷材料，其中玻璃的质量分数为x，其余组分为(Ca_1-ySr_y)TiO₃，其中，0.5 wt%≤x≤5 wt%，0.1≤y≤0.3。

2.一种如权利要求1所述的介质阻挡层材料的制备方法，其特征在于：首先调节上述钛酸锶钙陶瓷材料中y的比例，采用固相合成法制备钛酸锶钙粉体；然后采用纯度大于99%的原料，按照比例配料，经过高温熔融、水淬、球磨磨细得到所需组成的玻璃粉料；再将所得玻璃粉料与钛酸锶钙粉体按照一定比例在行星球磨机中加入球磨介质混合5 h~6 h，得到玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷介质阻挡层材料，其具体步骤如下：

1）采用固相合成法制备(Ca_1-ySr_y)TiO₃粉体，首先以纯度大于99%的SrCO₃、CaCO₃、TiO₂为起始原料，按照(Ca_1-ySr_y)TiO₃的化学计量比配料，然后将这些原料在行星球磨机中加入球磨介质研磨5 h~6 h，烘干后在1100 °C~1150 °C温度下保温2 h~4 h煅烧合成，即得所需钙钛矿结构的(Ca_1-ySr_y)TiO₃粉体；

2）以纯度大于99%的反应物为起始原料，按照化学计量比配料，然后将这些原料在行星球磨机中加入球磨介质研磨5 h~6 h，烘干后在1200 °C~1500 °C温度下保温2 h~3 h熔融，得到高温熔体；

3）将步骤2）中所得到的高温熔体进行快速水淬，再将水淬得到的玻璃颗粒在行星球磨机中加入球磨介质研磨5 h~6 h，烘干后得到玻璃粉体；

4）将步骤1）和步骤3）中所制备的(Ca_1-ySr_y)TiO₃粉体和玻璃粉体按比例混合，混合工艺为：在行星式球磨机中加入球磨介质和磨球研磨5 h~6 h；烘干后，得到玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷介质阻挡层材料粉体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述球磨介质为去离子水或无水乙醇。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述反应物为BaO、SrO、CaO、H₃BO₃、SiO₂、Al₂O₃、Bi₂O₃、ZrO₂、B₂O₃和La₂O₃中的多种。

5.一种如权利要求1所述的介质阻挡层材料的应用方法，其特征在于，将玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷介质阻挡层材料用于等离子体放电分解二氧化碳，所述介质阻挡层材料设置在反应器内，在接地电极和高压电极之间并与接地电极接触，其与高压电极之间形成放电间隙，其具体步骤如下：

1）将玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷介质阻挡层材料粉体加入浓度为1 wt%的聚乙烯醇粘接剂溶液中，其中每克介质阻挡层材料粉体使用0.05 mL聚乙烯醇溶液，在8 MPa压力下成型，获得直径为10 mm~30 mm、厚度为1 mm的样品；

2）将成型后得到的样品在1150 °C~1200 °C温度范围内烧结，保温时间为2 h~3 h，得到玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷样品；

3）将步骤2）所得到的玻璃掺杂的钛酸锶钙陶瓷样品，设置在反应器内接地电极上，用于等离子体放电分解二氧化碳。