[发明专利]一种高储能和功率密度介质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高储能和功率密度介质材料及其制备方法，该材料组成体系为Ba_1‑xSr_xTiO₃陶瓷与热固性高分子的复合材料，其制备方法为1.先合成Ba_1‑xSr_xTiO₃(x=0.1‑0.5)陶瓷粉体；2.将合成的BST粉体按摩尔比为1:1压制成圆形或者方形坯体；3.将BST陶瓷坯体与热固性聚合物复合，获得致密的储能材料，与现有技术相比，本发明制备的储能介质材料制备工艺简单、节能减排而且成本低廉，具有介电常数高（>100）、介电损耗低（<0.02）、击穿电场强度高（>150.0kV/mm）、储能密度高（>16.00J/cm³）和‑55～125^oC范围内介电常数变化率‑15.0%～2.0%优势，在脉冲功率储能系统中具有广泛的应用前景。

主权项

1. 一种高储能和功率密度介质材料的制备方法，其特征在于：其由BST陶瓷混合粉体和热固性聚合物复合而成，所述的BST陶瓷混合粉体由化学组成为Ba_1‑xSr_xTiO₃，其中 x=0.1～0.5中任一值的至少两种单相粉体等摩尔球磨混合而成，所述的热固性聚合物为氰酸酯；其包括如下步骤：（1）BST陶瓷混合粉体的制备：按照化学组成为Ba_1‑xSr_xTiO₃，其中x=0.1～0.5中至少两个不同x取值的化学计量比进行分别对应称量BaCO₃、SrCO₃和TiO₂粉末进行球磨混合，然后将混合物置于1100～1250℃的温度条件下进行处理得到对应x取值的Ba_1‑xSr_xTiO₃单相粉体，再将其等摩尔混合制得BST陶瓷混合粉体；（2）BST陶瓷坯体的制备：将上述制得的BST陶瓷混合粉体进行造粒，然后在50～200MPa的压力下进行压制成BST陶瓷坯体；（3）介质材料的制备：将上述制得的BST陶瓷坯体置于真空烘箱中烘干，同时，将氰酸酯加热融化呈淡黄色液态后，将BST陶瓷坯体浸泡在氰酸酯液体中，然后再进行抽真空处理后，将BST陶瓷坯体和氰酸酯液体一并升温至180～240℃，并在该温度下进行固化处理，即可制得所需的具有高储能和功率密度的介质材料。