[发明专利]具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷及制备方法

权利要求书

1.具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷，其特征在于，该陶瓷的化学组成为(1-x)(0.67BiFeO₃-0.33BaTiO₃)-xBaBi₂Nb₂O₉，其中0.02≤x≤0.1。

2.根据权利要求1所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷，其特征在于，x=0.02，0.04，0.06，0.08，0.10。

3.具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配料：以Bi₂O₃粉体、Fe₂O₃粉体、BaCO₃粉体、TiO₂粉体和Nb₂O₅粉体为原料，按照通式(1-x)(0.67BiFeO₃-0.33BaTiO₃)-xBaBi₂Nb₂O₉中的Bi、Ba、Fe、Ti和Nb的化学计量进行配料，其中0.02≤x≤0.1；

一次球磨：向上述混合物中加入与混合物等量的无水乙醇，持续球磨12小时，使粉体混合均匀形成浆料，由此可以进一步的提高铁酸铋钛酸钡陶瓷材料的综合性能；

烘干：将上述浆料置于恒温烘箱中烘烤，去除无水乙醇，并在研钵中研磨，得到粉料；

压片预烧：将粉料置于磨具中预压成料块，将料块预烧，预烧温度为700-750℃，保温时间2-3小时；

二次球磨：将预烧后的料块在研钵中，经碾碎研磨后得到初级粉料，向得到的初级粉料中加入与初级粉料等量的无水乙醇，持续球磨12小时，使粉体混合均匀形成浆料；

烘干：将上述浆料置于恒温烘箱中烘烤，去除无水乙醇，并在研钵中研磨成粉料；

造粒成型：将蒸馏水以及浓度为8%的聚乙烯醇溶液作为粘合剂掺入粉料中，掺入的蒸馏水的质量是粉料质量的2.5%，掺入的粘合剂的质量是粉料质量的5%，在研钵中混合均匀；将混合后的粉料置于磨具中，压制成生坯；将生坯在研钵中磨碎成粉料，通过60目和120目的筛子过筛，取60目和120目筛子中间层的粉料，得到了颗粒大小合适的粉料；将粉料置于磨具中，在200MPa的压强下压制成生坯；

排胶：将生坯排胶，在650℃的温度下煅烧3小时，排除生坯中的聚乙烯醇，得到瓷坯；

烧结：将瓷坯进行烧结，烧结温度为960℃，保温时间2小时，得到陶瓷片。

4.根据权利要求3所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，x=0.02。

5.根据权利要求3所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，x=0.04。

6.根据权利要求3所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，x=0.06。

7.根据权利要求3所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，x=0.08。

8.根据权利要求3所述的具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷的制备方法，其特征在于，x=0.10。