[发明专利]Bix(Bi0.5Na0.4K0.1)1-xTi1-xMexO3无铅反铁电高储能密度陶瓷及其制备方法在审
| 申请号： | 201510245228.1 | 申请日： | 2015-05-14 |
| 公开（公告）号： | CN104891986A | 公开（公告）日： | 2015-09-09 |
| 发明（设计）人： | 袁昌来;周星星;冯琴;刘笑;周昌荣;杨涛;许积文;黎清宁;陈国华 | 申请（专利权）人： | 桂林电子科技大学 |
| 主分类号： | C04B35/462 | 分类号： | C04B35/462;C04B35/622 |
| 代理公司： | 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 | 代理人： | 罗玉荣 |
| 地址： | 541004 广西*** | 国省代码： | 广西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | bi sub 0.5 na 0.4 0.1 ti me 无铅反铁电高储能 密度 陶瓷 及其 制备 | ||
技术领域
本发明属于储能陶瓷电容器制造领域，具体涉及到Bix(Bi0.5Na0.4K0.1)1-xTi1-xMexO3无铅反铁电高储能密度陶瓷及其制备方法。
背景技术
高储能密度电容器的发展已有50多年的历史，由于其具有的瞬时脉冲能力而成为军事领域的终极武器。如导弹防御系统、军舰防护系统，都需要用到定向高能激光，然而，驱动如此大功率的激光，需要大功率的脉冲电力系统。使用储能膜密度低的驱动介质，将会带来较大的体积和吨位，而这不利于军用系统的隐形，使得其很容易成为攻击目标。为适应未来作战系统轻量化、微型化、高度集成化电子设备的需要，意味着必须开发储能密度更高的储能电容器来满足军事领域的需求。
根据经典电磁学理论的定义，材料的储能密度是指单位体积所容纳的电能，普通使用的单位为J/cm3。在电场强度为E的电场下，电位移D的微小变化量dD引起的能量变化量为EdD。储能密度可以用式(1)表示：
式中：J为储能密度，Dmax为饱和场强下电位移。对于铁电、反铁电电介质而言，其储能密度取决于击穿场强的大小、剩余极化强度和饱和极化强度之间的差值以及电滞回线的闭合面积。因此，要使得材料电滞回线的上方段饱和极化强度Ps尽量大、电场强度E尽量高、剩余极化值Pr尽量小，从而提高储能值。
而对于电滞回线表现为近似一根直线的电介质，此时储能密度为：
公式(2)意味着对电滞回线近似线性的储能材料，其介电常数、耐电压E越大，储能密度也就越高。因此，这类高储能密度材料应具有高的介电常数、高耐压、损耗低的特点。
Bi0.5Na0.5TiO3是一类经典的无铅介电、铁电、压电材料，具有较高的Pr值和低的损耗，是传统的铁电体。然而，由于其具有高的Pr值和承受相对低的电场强度，使得其储能密度较低。
发明内容
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