[发明专利]一种先兆性SrTiO3

说明书

本发明公开了一种先兆性SrTiO₃/CaTiO₃复合储能陶瓷的制备方法。该方法是先将片状H_1.07Ti_1.73O₄·nH₂O晶体和Sr(OH)₂·8H₂O按比例混合后通过水热法得到SrTiO₃/HT纳米复合物，再将其与Ca(OH)₂按比例混合后通过水热法合成片状SrTiO₃/CaTiO₃纳米杂化物，最后烧结产物，得到SrTiO₃/CaTiO₃纳米复合储能陶瓷。该方法得到的复合储能陶瓷的密度在0.67‑0.96范围内，储能密度达到0.7‑1.5J/cm³，相较于传统离子掺杂方式，本发明方法具有处理时间短，用料种类少，储能密度达到甚至超过传统方法。

技术领域

本发明属于储能电容器陶瓷制备技术领域，具体涉及一种先兆性SrTiO₃/CaTiO₃复合储能陶瓷的制备方法。

背景技术

随着社会经济和科学技术的飞速发展，以及人们对绿色、高效储能设备的迫切需求，高储能密度、低压电损耗、高密度和高介质击穿强度的储能材料的研究成为目前研究的热点领域。其中，超级电容器、电池和压电电容器被广泛的应用在电能存储装置中。超级电容器虽具有较好的能量存储密度和功率密度，但其存在着结构复杂，工作电压低和电流泄漏强等缺点。电池具有很高的能量存储密度，但其密度和功率密度低，且由于其本身含有大量的重金属，容易造成重金属污染，对环境造成很大污染。因此，限制了它们在储能材料领域的应用。压电电容器却具有高的功率密度、广泛的工作温度区间、快速充放电和循环时间长等优良性能而被广泛的研究，但是其能量存储密度较低。因此，提高压电电容器的能量存储密度是目前迫切需要解决的问题，而压电材料性能的提高至关重要。

钙钛矿(ABO₃)型铁电体由于具有丰富的相变行为，从而具有高的能量储存密度、优良的介电、压电和铁电性能等。与铁电体具有相似结构的先兆性铁电体可通过应力或参杂等方式使之成为铁电体，从而具有铁电体的性质。

Wang Zhijian等以SrCO₃和TiO₂为原料通过传统的固相法得到Sr/Ti不同比例非化学计量比的SrTiO₃陶瓷。在电场强度为283KV/cm的条件下，测得Sr/Ti为0.996的 SrTiO₃陶瓷具有最大的能量存储密度高达1.21J/cm³，较化学计量比的SrTiO₃陶瓷在电场强度为210KV/cm时的能量存储密度(0.7J/cm³)高一些，说明Sr/Ti的比例确实在一定程度上提高所得陶瓷的能量存储密度。