本發明專利技術公開了涉及Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用及Zr摻雜反鐵電陶瓷的制備方法。Zr摻雜反鐵電陶瓷為(Bi0.47Na0.47Ba0.06)(La(1-x)Zrx)TiO3。使用氧化鉍，碳酸鈉，碳酸鋇，二氧化鈦，氧化鋯和氧化鑭作為原料，根據分子式(Bi0.47Na0.47Ba0.06)(La(1-x)Zrx)TiO3來計算各化學組成分的質量，然后將稱好的料倒入尼龍罐中，并放入氧化鋯球，加入乙醇至罐體內高度的2/3處，并在球磨機上球磨6小時，干燥，過篩，壓成型，在空氣中在1000℃煅燒6h，再次球磨成粉，過篩，壓制。本發明專利技術的有益效果是BNT-BLZT陶瓷材料在20℃時它的最大飽和極化是29.8μC/cm2，在儲能方面具有很大的潛力。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新材料開發
，涉及。
技術介紹
隨著科技的發展，壓電陶瓷材料被廣泛使用，例如傳感器和電容。在極短的時間跨度內產生大量的電能脈沖電源電路中，電容器是一個關鍵部件。隨著緊湊型電子產品的需求增加，高儲能陶瓷材料的研究越來越被重視[1]。有研究表明，反鐵電(AFE)的材料比鐵電體材料(FE)具有更高的能量存儲密度和更好的介電性能。然而，已被廣泛研究的AFE材料大多是鉛基，如PZST、PLZT, PLZ,由于全球環境問題出現，環境友好型材料將成為未來發展的主流需求[2_4]。然而，到目前為止，關于無鉛儲能AFE材料的研究報道很少。作為無鉛壓電材料，近幾年BNT-BT已經引起越來越多的關注。據報道，在BT含量約為6% (摩爾比)時，此材料的相結構表現出準同型相界，當介于0%和15% (摩爾比)BT時，在外電場作用下會發生反鐵電(AFE)-鐵電(FE)相變[5_7]。對相變后的鐵電體，通過加熱或加壓等方式可使其回復為反鐵電體，該過程伴隨著極大的應力變化和高密度電荷瞬間釋放的現象，因而反鐵電體成為應用于高密度儲能電容器的優秀候選材料[8’9]。當施加在鐵電電容器的電場撤掉時，由于鐵電體較大的剩余極化，大部分充電輸入的能量被存儲在材料中，只有很小一部分能量被釋放；而對于反鐵電電容器，當電場降為零，極化也降至零，材料不儲存多余能量，除去很小一部分因極化轉向發熱的損耗外，輸入能量的大部分以電能釋放[1°]。然而，迄今為止，很少有關于AFE材料儲能性能的研究報告。索引:[I]許煜寰.鐵電與壓電材料[M].北京:科學出版社，1978.[2]Rao K Samasiva.Piezoelectric and ferroelectric properties ofrare-earth modified filled tungsten bronze barium silver niobate ceramics[J].Ferroelectrics,1994，154: 195-200.[3]賃敦敏，肖定全，朱建國，等.無鉛壓電陶瓷研究開發進展[J].壓電與聲光，2003，25 (2):127-132.[4]賃敦敏，肖定全，朱建國，等.從專利技術專利看無鉛壓電陶瓷的研究與發展——無鉛壓電陶瓷20年專利技術專利分析之一 [J].功能材料，2003，34 (3) =250-253.[5]初寶進，李國榮，江向平，等.Bi1/2Na1/2Ti03-BaTi03系陶瓷壓電性及弛豫相變研究[J].無機材料學報，2000，15 (5) =815-821.[6]Takeuchi T.Unidirectionally textured CaBi4Ti4015ceramics by thereactive templated grain growth with extrusion[J].Jpn J Appl Phys,2000,39:5577-5580.[7]李承恩，李毅，徐曾華，等.無鉛壓電材料NBT-BZT陶瓷壓電性能及改性[J].電子元件與材料，2003，22 (5):21-23.[8]Hajime Nagata, Tadashi Takenaka.Lead-free piezoelectric ceramicsof (Bil72Nal72) Ti03-l/2 (Bi2O3.Sc2O3) system [J].Jpn J Appl Phys, 1997,36:6055-6057.[9]張建，巴維真，陳朝陽，等.摻錳對不同導電類型硅材料熱敏特性的影響[J].電子元件與材料，2004，23 (6):23-24.[10]Jing Xue-zhen,Li Yong-xiang,Yin Qing-ru1.Hydrothermal synthesis ofNa0 5Bi0 5Ti03fine powders[J].Mater Sci Eng B, 2003,99:506-510.
技術實現思路
本專利技術涉及Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用。本專利技術還提供Zr摻雜反鐵電陶瓷的制備方法。進一步，所述Zr 摻雜反鐵電陶瓷為(Bi0.47Na0.47Ba0.06) (La(1_x)Zrx)TiO30Zr摻雜對反鐵電陶瓷的制備方法，使用氧化鉍(99%，分子量465.96)，碳酸鈉(99.8 %，分子量105.99)，碳酸鋇(99 %，分子量197.34)，二氧化鈦(98 %，分子量79.87)，氧化錯(99%,分子量123.22)和氧化鑭(99.99%,分子量325.81)作為原料，根據分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO3來計算各化學組成分的質量，然后將稱好的料倒入尼龍罐中，并放入氧化鋯球,加入乙醇至罐體內高度的2/3處，并在球磨機上球磨6小時，干燥，過篩，壓成型，在空氣中在KKKTC煅燒6h，再次球磨成粉，過篩，壓制。本專利技術的有益效果是BNT-BLZT陶瓷材料在20°C時它的最大飽和極化是29.8 μ C/cm2，在儲能方面具有很大的潛力。【附圖說明】圖1是本專利技術BNT-BLZT陶瓷的XRD衍射圖和SEM圖；圖2是本專利技術在室溫環境下測得不同電場強度下的P-E電滯回線；圖3是本專利技術在不同頻率下測的ε r和tan δ隨溫度變化的圖譜。【具體實施方式】下面結合附圖和【具體實施方式】對本專利技術進行詳細說明。本專利技術涉及Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用。進一步，所述Zr 摻雜反鐵電陶瓷為(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO30Zr摻雜對反鐵電陶瓷的制備方法，使用氧化鉍(99%，分子量465.96)，碳酸鈉(99.8 %，分子量105.99)，碳酸鋇(99 %，分子量197.34)，二氧化鈦(98 %，分子量79.87)，氧化錯(99%,分子量123.22)和氧化鑭(99.99%,分子量325.81)作為原料，根據分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO3來計算各化學組成分的質量，然后將稱好的料倒入尼龍罐中，并放入氧化鋯球,加入乙醇至罐體內高度的2/3處，并在球磨機上球磨6小時，干燥，過篩，壓成型，在空氣中在KKKTC煅燒6h，再次球磨成粉，過篩，壓制。通過以下實驗對本專利技術進行驗證: 1.實驗:通過焙燒合成法制得BNT-BLZT陶瓷樣品。使用氧化鉍(99%，分子量465.96)，碳酸鈉(99.8 %，分子量105.99)，碳酸鋇(99 %，分子量197.34)，二氧化鈦(98 %，分子量79.87)，氧化鋯(99%，分子量123.22)和氧化鑭(99.99%，分子量325.81)作為原料。首先，根據分子式(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx)TiO3來計算各化學組成分的質量。其次，將稱好的料倒入尼龍罐中，并放入適量氧化鋯球，加入乙醇至罐體內高度的2/3處，并在球磨機上球磨6小時，干燥，過篩，壓成直徑20mm高50mm的圓柱體。第三，在空氣中在1000°C煅燒6h。再次球磨成粉，過篩，壓成直徑為10毫米，厚度為1mm的小圓餅。為了盡量減少試樣的揮發，將小圓餅埋在相同組分粉末下。最后，在空氣燒結爐中1150°C下燒結4小時。等冷卻本文檔來自技高網...
【技術保護點】
Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用。
【技術特征摘要】
1.Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用。2.按照權利要求1所述所述Zr摻雜對反鐵電陶瓷的儲能作用，其特征在于:所述Zr摻雜反鐵電陶瓷為(Bia47Naa47Baatl6) (La(1_x)Zrx) TiO303.Zr摻雜對反鐵電陶瓷的制備方法，其特征在于:使用氧化鉍(99%，分子量465.96)，碳酸鈉(99.8 %，分子量105.99)，碳酸鋇(99 %，分子量197.34)，二氧化鈦(98 ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹靜，張廣良，王永鋒，
申請(專利權)人：王永鋒，
類型：發明
國別省市：陜西;61
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