[发明专利]一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先按照化学计量比SrTiO₃：Zn₂SnO₄=1：x%折算出SrTiO₃粉体和Zn₂SnO₄粉体的质量，按照计算的质量分别称取SrTiO₃粉体和Zn₂SnO₄粉体，将称量好的粉体以无水乙醇为分散剂进行充分球磨后得到浆料，再将浆料烘干并研磨成粉料；

步骤二：在步骤一得到的粉料中加入粘合剂并研磨，然后进行一次压制成型，再将压制成型后的坯料破碎过筛；将筛分出的较细粉体进行二次压制成型，得到致密素坯；

步骤三：将步骤二得到的致密素坯置于坩埚内，加热至650℃并保温2h进行排塑，随炉冷却至室温，即得到排塑坯体；

步骤四：将步骤三得到的排塑坯体加热至1200℃进行烧结并保温4h，随炉冷却至室温，即得到SrTiO₃+xmol% Zn₂SnO₄陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤一中所用的SrTiO₃的制备方法为：按照化学计量比SrCO₃：TiO₂=1：1折算出SrCO₃和TiO₂的质量，按照计算的质量分别称取SrCO₃粉体和TiO₂粉体，称量好的粉体以无水乙醇为分散剂球磨充分得到浆料，再将浆料烘干并研磨，将研磨后的粉料置于模具中压制成生胚，把生胚加热至1100℃并保温2小时，随炉冷却至室温得到SrTiO₃。

3.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤一中所用的Zn₂SnO₄的制备方法为：按照化学计量比SnO₂：ZnO=1:2折算出SnO₂和ZnO的质量，按照计算的质量分别称取，称量好的粉体以无水乙醇为分散剂球磨充分得到浆料，再将浆料烘干并研磨，将研磨后的粉料置于模具中压制成生胚，把生胚加热至1000℃并保温2小时，随炉冷却至室温即得到Zn₂SnO₄。

4.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤二中，在粉料中按照每克粉料添加0.05g的比例添加粘合剂后进行研磨，直至粘合剂均匀分散于粉料中；所述粘合剂是质量分数为5%的聚乙烯醇溶液。

5.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤二中一次压制成型施加的压强为358MPa，二次压制成型施加的压强为268MPa。

6.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤三中，将步骤二筛分出的较粗粉体与二次压制成型得到的致密坯体一同进行加热排塑；步骤四中，将排塑坯体堆叠置于承烧板上时，相邻排塑坯体之间通过铺放排塑后的较粗粉体进行分离。

7.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤三中，先将致密坯体以5℃/min的升温速率加热至120℃并保温0.5h，再以3℃/min的升温速度升温至650℃。

8.根据权利要求1所述的一种具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤四中，先将排塑坯体以5℃/min的升温速率加热至120℃并保温0.5h，再以3℃/min的升温速度升温至1200℃。

9.根据权利要求1的方法制备的具有高储能密度的钛酸锶基电介质陶瓷，其特征在于，其分子式为SrTiO₃+xmol%Zn₂SnO₄，1≤x≤10。