[发明专利]一种铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器，其特征在于：所述无铅弛豫反铁电储能陶瓷的化学式为(1-x)[0.76NaNbO₃-0.24(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃]-xCaZrO₃，其中x为摩尔百分比，x的取值满足电中性。

2.根据权利要求1所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器，其特征在于：所述x的取值为：0x≤0.04。

3.根据权利要求2所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器，其特征在于：在室温下，所述的高储能铌酸钠基无铅弛豫陶瓷电容器的击穿电场为135kV/cm～215kV/cm；所述的高储能铌酸钠基无铅弛豫陶瓷电容器的极化强度为21μC/cm²～78μC/cm²；所述的高储能铌酸钠基无铅弛豫陶瓷电容器的储能密度为0.9J/cm³～2.4J/cm³，储能效率为36％～50％。

4.一种权利要求1到3任一项所述铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

选用Na₂CO₃粉体、Nb₂O₅粉体、Bi₂O₃粉体、TiO₂粉体、CaCO₃粉体、ZrO₂粉体作为原料粉体，按化学式(1-x)[0.76NaNbO₃-0.24(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃]-xCaZrO₃称料后进行一次球磨混合、烘干，得到干燥的粉体；

将所得的干燥粉体置于坩埚中排胶，进行预烧；

将预烧后的粉体再进行二次球磨、烘干、造粒，再经单轴压制成型；

将压制成型的圆片置于坩埚中排胶，再进行烧结，得到陶瓷圆片；

将陶瓷圆片打磨、抛光为陶瓷薄片，刷上银电极后，再进行煅烧、冷却。

5.根据权利要求4所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：预烧过程为：在900℃下进行预烧4～6小时。

6.根据权利要求4所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：造粒选用的是质量分数为5％聚乙烯醇溶液，其加入量为粉体量的4％～6％；单轴压制成型的压力为100MPa～300MPa。

7.根据权利要求4所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：排胶过程为：550℃排胶4小时；烧结过程为：在1200℃～1250℃下高温烧结4～6小时。

8.根据权利要求7所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：烧结采用坩埚密封的烧制工艺，包括以下步骤：

将压制成型的圆片置于氧化铝坩埚a中，并用与圆片组分相同的粉体将圆片埋起来，再盖上配套的坩埚盖a；

将氧化铝坩埚a放在一个坩埚盖b上，外面再倒扣一个氧化铝坩埚b；

用水把氧化铝粉末和成粘稠的氧化铝浆体，并用此氧化铝浆体糊在倒扣氧化铝坩埚b与坩埚盖b的缝隙处，使之密封。

9.根据权利要求4所述的铌酸钠基无铅弛豫反铁电储能陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：打磨的陶瓷片厚度为0.15mm～0.20mm，烧银温度为550℃～650℃，保温时间为20min～30min。