[发明专利]一种高储能密度钛酸锶钡-钛酸铋钠基微晶玻璃复合陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高储能密度钛酸锶钡-钛酸铋钠基微晶玻璃复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述复合陶瓷材料的化学成分符合通式Ⅰ：(100-λ)wt%(Ba_0.3Sr_0.7)_x(Bi_0.5Na_0.5)_1-xTiO₃+λwt%{(Ba_0.3Sr_0.7)_x(Bi_0.5Na_0.5)_1-xTiO₃-αAl₂O₃-βSiO₂}，其中，λ＝2～14、x＝0.3～0.8、α＝10～14、β＝20～24；制备方法包括以下步骤：

(1) 按照所述通式Ⅰ中的(Ba_0.3Sr_0.7)_x(Bi_0.5Na_0.5)_1-xTiO₃，采用固相法制备BS_xBNT陶瓷粉体，即以BaCO₃、SrCO₃、TiO₂、Bi₂O₃、Na₂CO₃为原料配料后，以乙醇为球磨介质，按照料∶球∶乙醇＝1∶3.5～4∶3～4球磨混合12～24h，球磨后的料浆烘干后，在850～900℃温度下保温3～4h进行预烧，经磨碎、过40～80目筛，得到BS_xBNT陶瓷粉体；

(2) 以BaCO₃、SrCO₃、TiO₂、Bi₂O₃、Na₂CO₃、SiO₂、Al₂O₃为原料，按照所述通式Ⅰ中的(Ba_0.3Sr_0.7)_x(Bi_0.5Na_0.5)_1-xTiO₃-αAl₂O₃-βSiO₂进行配料，以乙醇为球磨介质，按照料∶球＝1∶1.5～2在氧化锆球磨罐中球磨混料12～24h，烘干后在1500～1600℃温度下进行高温熔化1～3h，迅速水淬后，经球磨、烘干、过筛，得到BS_xBNT-A-S玻璃渣；

(3) 将所述步骤(1)的BS_xBNT陶瓷粉体和步骤(2)的BS_xBNT-A-S玻璃渣，按照所述通式Ⅰ中的λ比例进行配料，经球磨混料24～36h、烘干，得到混合粉料；

(4) 所述混合粉料中加入粘结剂进行造粒后，通过在5～8MPa压力下干压成型，再经等静压170～200MPa下处理2～4min，得到陶瓷生坯片；

(5) 所述陶瓷生坯片经550～650℃排胶处理150～400min后，在1180～1240℃下温度下烧结，保温2～4h，得到高储能密度微晶玻璃复合陶瓷材料，所引入的BS_xBNT-A-S微晶玻璃不涉及第二相生成，并且不与陶瓷主晶相反应、不改变主晶相的结构；所述复合陶瓷材料的电击穿强度为140～170kV/cm、储能密度为1.72～2.1J/cm³、有效储能效率为62～70.9%，在1kHz频率下介电常数为3765～4238。

2.根据权利要求1所述的高储能密度钛酸锶钡-钛酸铋钠基微晶玻璃复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中粘结剂为浓度为5%的聚乙烯醇水溶液，其用量为混合粉料的17～20wt%。