[发明专利]一种提高热释电复合陶瓷材料能量密度的方法

权利要求书

1.一种提高热释电复合陶瓷材料能量密度的方法，其特征在于，在热释电复合陶瓷材料中引入第二相物质，该第二相物质的热导率大于25W m^-1℃^-1，且具有电荷补偿效应；所述热释电复合陶瓷材料为0.94Na_0.56-xBi_0.48+x/3TiO₃-0.06BaZr_0.2Ti_0.8O₃，其中0≤x≤0.1；所述第二相物质为氮化铝、氧化锌、碳化硅和氮化镓中的一种或多种；热释电复合陶瓷材料和第二相物质的粉体混合物中第二相物质的质量百分数不大于0.3％；利用该第二相物质的电荷补偿效应加快所述热释电复合陶瓷材料自由电荷的传输来提高该复合陶瓷材料的热释电系数，同时该第二相物质的高热导率能够提升该复合陶瓷材料的温度变化率，从而使得该复合陶瓷材料的能量密度提升。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将热释电复合陶瓷材料与第二相物质以粉体形式充分混合，得到粉体混合物；

(2)将步骤(1)获得的粉体混合物烘干后过筛，造粒、压片并制成陶瓷坯体；

(3)将步骤(2)得到的陶瓷坯体进行烧结，冷却后得到能量密度提高的热释电陶瓷复合材料。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)将热释电复合陶瓷材料与第二相物质以粉体形式采用球磨混合，球磨4～6小时，得到所述粉体混合物。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述烧结程序为：以2.5～4℃/min升温到550～600℃保温1～2小时，然后以8～10℃/min升温到1100～1130℃保温2～4小时，随炉冷却至室温。

5.按照如权利要求1至4任一项所述的提高热释电复合陶瓷材料能量密度的方法获得的热释电陶瓷复合材料。

6.如权利要求5所述的热释电陶瓷复合材料，其特征在于，其在室温下的热导率范围为1.56～1.91W m^-1K^-1，峰值热释电系数范围为250～900×10^-4Cm^-2K^-1，热释电能量密度范围为60～420μJ cm^-3。

7.如权利要求5所述的热释电陶瓷复合材料的应用，其特征在于，用于制备热释电能量收集器件。