[发明专利]一种同时具备高压电性能与高储能密度无铅陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高压电、高储能密度无铅陶瓷介质材料，成分以通式(0.95‑x‑y‑z)Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5 TiO3 –yBa0.65Sr0.35Ti‑O3–zK0.5Na0.5NbO3 –0.05LiTaO3来表示，其中x、y、z表示摩尔分数，0.002≤x≤0.3，0.002≤y≤0.2，0.001≤z≤0.3。本发明采用放电等离子烧结，可在低烧结温度下获得均匀致密的陶瓷组织。本发明的压电、高储能密度陶瓷具有优异的储能密度、储能效率及高压电常数，储能密度可达1.75J/cm3，储能效率可达65%，压电常数d33可达682pm/V、实用性好。

主权项

一种同时具备高压电性能与高储能密度无铅陶瓷，其特征是：组成通式为：(0.95‑x‑y‑z)Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5 TiO3 –yBa0.65Sr0.35Ti‑O3–zK0.5Na0.5NbO3 –0.05LiTaO3其中x、y、z表示摩尔分数，0.002≤x≤0.3，0.002≤y≤0.2， 0.001≤z≤0.3；所述陶瓷的制备方法，包含以下步骤：(1) 将原料按照(0.95‑x‑y‑z)Bi0.5Na0.5TiO3–xBi0.5K0.5 TiO3 –yBa0.65Sr0.35Ti‑O3– zK0.5Na0.5NbO3 –0.05LiTaO3 进行配料，以无水乙醇为介质球磨12小时，干燥后以850℃预烧2小时合成主晶相粉末；（2）将步骤（1）的预烧粉末以无水乙醇为介质高能球磨12小时，干燥后获得粉末；（3）将步骤（2）获得的粉体装入直径为12mm的石墨模具，在放电等离子烧结体系于700‑900℃中保温5min，压力35M Pa，泄压后随炉冷却到室温；（4）烧结后的样品加工成两面光滑、厚度约0.3mm的薄片，披银电极即成。