[发明专利]一种铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料及制备方法

说明书

一种铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料及制备方法，涉及陶瓷材料技术领域，所采用的技术方案包括步骤1，按照化学通式理论组成配比称重原料；步骤2，将原料进行球磨、预合成，制成陶瓷粉体；步骤3，将陶瓷粉体进行球磨后烘干；步骤4，在步骤3中烘干后的陶瓷粉体中加入粘结剂充分混合后造粒，再压制成型；步骤5，排胶、烧结，制得铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料。本发明提供的陶瓷材料制备方法操作方便，成本低，仅通过掺杂铋酸镧来促进晶粒细化、提高致密度，使其获得高的最大极化强度值、较低的剩余极化强度值以及高的击穿场强，从而获得优异的储能特性，而且满足了无铅化的环境保护要求。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料及制备方法。

背景技术

脉冲功率电容器的性能好坏直接由介质材料特性决定。其中，用陶瓷材料制备的陶瓷电容器可满足大功率电容器应具有的高功率密度、充放电速度快、适用温度和频率范围宽、使用寿命长等特点而备受关注。但是陶瓷材料的储能密度较低，一般小于1 J/cm³，直接制约了脉冲功率系统发展。

铅基反铁电陶瓷材料是目前高储能大功率电容器应用最为广泛的一类介质材料，但是由于环境保护要求无铅化以及各国陆续出台的在电子电器设备中限制使用含铅材料的政策，迫切需要我们开发具有优异性能、无铅绿色的储能铁电陶瓷材料。

发明内容

针对现有技术方案中陶瓷材料的储能密度低、要求无铅化的问题，本发明提供了一种铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料及制备方法。

本发明提供如下的技术方案：一种铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照化学通式的理论组成配比称重原料，式中x表示LaBiO₃的摩尔分数，0.00 x≤ 0.05，y表示铌酸钾钠中钾的含量，0.00 y≤ 0.5；

步骤2，将原料进行球磨、预合成，制成陶瓷粉体；

步骤3，将陶瓷粉体进行球磨后烘干；

步骤4，在步骤3中烘干后的陶瓷粉体中加入粘结剂充分混合后造粒，再压制成型；

步骤5，排胶、烧结，制得铋酸镧掺杂铌酸钾钠基多功能陶瓷材料。

优选地，步骤1中，0.025 ≤x≤ 0.03且y= 0.5。

优选地，步骤1中所述原料为至少含有K、Na、Nb、La、Bi五种元素的多种氧化物或碳酸盐，每种所述氧化物或碳酸盐至少含有上述5种元素中的一种。

优选地，步骤2包括以下步骤，

步骤2a，将配置好的原料置于尼龙球磨罐中，加入无水乙醇作为分散剂，用行星球磨机球磨8~24 h，行星球磨机转速为100~450 rpm；

步骤2b，将球磨得到的产品在烘灯下烘烤2~3 h；

步骤2c，在程序控温箱式炉中升温至800~900 ℃，保温4~6 h，得到陶瓷粉体。

优选地，步骤3包括以下步骤，

步骤3a，将陶瓷粉体置于尼龙球磨罐中，加入无水乙醇作为分散剂，用行星球磨机球磨8~24 h，行星球磨机转速为100~450 rpm；

步骤3b，将球磨得到的产品在烘灯下烘烤2~3 h。

优选地，步骤4中所述粘结剂为5~10 wt%的聚乙烯醇溶液，造粒尺寸为100~200目。