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专利号: 2021105535667
申请人: 聊城大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,其特征在于,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的化学通式为(1‑z) (Ba1‑xCax)(Ti1‑ySny)O3‑zBi(Zn2/3(Nb0.85Ta0.15)1/3)O3,其中,0 < x ≤0.05,0<y ≤0.09,0.1 ≤ z ≤0.15,x≠y,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的能量密度达到1.052

3 3

~1.331 J/cm ,储能效率达到87.859~91.827%,放电能量密度为0.724~1.172 J/cm ,放2

电速度为24.0~40.8 ns,电流密度为679.887~859.435 A/cm ,功率密度为40.793~3

51.566 MW/cm;

所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷通过包括如下步骤的制备方法获得:将钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体添加粘结剂造粒,压制成型,排粘,烧结,即得所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的化学通式为(1‑z)(Ba1‑xCax)(Ti1‑ySny)O3‑zBi(Zn2/3(Nb0.85Ta0.15)1/3)O3,其中,0<x ≤0.05,0<y ≤0.09,0.1 ≤ z ≤

0.15,x≠y。

2.如权利要求1所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,其特征在于,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体通过包括如下步骤的制备方法获得:

1)按化学通式中元素的化学计量比的原料:含Ba化合物、含Ca化合物、含Ti化合物、含Sn化合物、含Bi化合物、含Zn化合物、含Nb化合物和含Ta化合物以溶剂为介质球磨,获得浆料;

2)将所述浆料进行干燥、预烧。

3.如权利要求2所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

11)步骤1)中,所述溶剂选自无水乙醇和水中的至少一种;

12)步骤1)中,所述溶剂与所述原料的质量比为2~3:1;

13)步骤1)中,所述球磨所用球与所述原料的质量比为1.5~2:1;

14)步骤1)中,球磨时间为12~20h;

21)步骤2)中,干燥温度为60~100℃;

22)步骤2)中,干燥时间为4~6h;

23)步骤2)中,预烧温度为800~1000℃;

24)步骤2)中,预烧时间为2~6h。

4.如权利要求1至3任一项所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体添加粘结剂造粒,压制成型,排粘,烧结,即得所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的化学通式为(1‑z)(Ba1‑xCax)(Ti1‑ySny)O3‑zBi(Zn2/3(Nb0.85Ta0.15)1/3)O3,其中,0<x ≤0.05,0<y ≤0.09,0.1 ≤z ≤0.15,x≠y。

5.如权利要求4所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体通过包括如下步骤的制备方法获得:

1)按化学通式中元素的化学计量比的原料:含Ba化合物、含Ca化合物、含Ti化合物、含Sn化合物、含Bi化合物、含Zn化合物、含Nb化合物和含Ta化合物以溶剂为介质球磨,获得浆料;

2)将所述浆料进行干燥、预烧。

6.如权利要求5所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:

11)步骤1)中,所述溶剂选自无水乙醇和水中的至少一种;

12)步骤1)中,所述溶剂与所述原料的质量比为2~3:1;

13)步骤1)中,所述球磨所用球与所述原料的质量比为1.5~2:1;

14)步骤1)中,球磨时间为12~20h;

21)步骤2)中,干燥温度为60~100℃;

22)步骤2)中,干燥时间为4~6h;

23)步骤2)中,预烧温度为800~1000℃;

24)步骤2)中,预烧时间为2~6h。

7.如权利要求4所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:a)在造粒之前研磨和球磨;

b)所述造粒为将添加粘结剂的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体在100~300目的筛子下过筛;

c)所述粘结剂的用量为所述钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷粉体的6~10wt%;

d)所述粘结剂选自聚乙烯醇缩丁醛和聚乙烯醇中的至少一种;

e)所述压制成型的相对压强为2 5 MPa;

~

f)排粘温度为580~630℃;

g)排粘时间为4~6h;

h)在空气中于900~1200℃烧结;

i)烧结时间为2~4h;

j)在烧结之后进行打磨和镀电极。

8.如权利要求7所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:a1)特征a)中,球磨12~20h;

a2)特征a)中,球磨至0.2~1.4μm;

j1)特征j)中,打磨后的陶瓷厚度为0.1~0.3mm;

j2)特征j)中,在打磨后的陶瓷上下表面镀银电极或金电极。

9.如权利要求8所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,特征j2)中,还包括如下技术特征中的至少一项:j21)银电极的直径为1.9~3mm;

j22)采用烧银的方法镀银电极;

j23)金电极的直径为1.9~3 mm;

j24)采用烧金的方法镀金电极。

10.如权利要求9所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷的制备方法,其特征在于,还包括如下技术特征中的至少一项:j221)特征j22)中,烧银温度为600~650℃;

j222)特征j22)中,烧银时间为20~30 min;

j241)特征j24)中,烧金温度为200~250℃;

j242)特征j24)中,烧金时间为20~30 min。

11.如权利要求1至3任一项所述的钛酸钡基弛豫铁电体陶瓷在脉冲功率设备、高功率电容器和定向能武器中的应用。