一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种无铅高储能密度陶瓷材料，其特征在于，该无铅高储能密度陶瓷材料化学式为：(1-x)[(1-y)batio
3-ybi(m
′
m
″
)o3]-xbi
0.5
na
0.5
tio3，其中，0.1≤x≤0.5，0.03≤y≤0.4，m
′
为zn、mg、li或ni，m
″
为hf、ta、nb或ti。2.一种无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：根据(1-x)[(1-y)batio
3-ybi(m
′
m
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)o3]-xbi
0.5
na
0.5
tio3中化学计量比，配取含ba化合物、含ti化合物、含bi化合物、含na化合物、含m
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化合物以及含m
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化合物，得到混合物料，其中，0.1≤x≤0.5，0.03≤y≤0.4，m
′
为zn、mg、li或ni，m
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为hf、ta、nb或ti；步骤2：对所述混合物料依次进行球磨、烘干、研磨过筛后进行第一次预烧处理，得到第一预合成粉料；步骤3：对所述第一预合成粉料依次进行球磨、烘干、研磨过筛后进行第二次预烧处理，得到第二预合成粉料；步骤4：对所述第二预合成粉料依次进行球磨和烘干处理，得到预制混合粉料；步骤5：向所述预制混合干粉料中加入粘结剂进行造粒、过筛后，压制成型得到陶瓷生坯；步骤6：对所述陶瓷生坯进行等静压处理；步骤7：对等静压处理后的陶瓷生坯依次进行排胶和烧结处理，得到bt-bm
′
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″‑
bnt介电储能陶瓷。3.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2、所述步骤3和所述步骤4中的球磨工艺为：以无水乙醇作为助磨剂，邻苯二甲酸二辛酯作为分散剂，氧化锆球作为球磨介质进行球磨，其中，氧化锆球与粉料质量比为(2-3)：1，待球磨粉料与无水乙醇的比例为1g：0.8ml-1.5ml，球磨时间为16h-24h，球磨转速为350r/min。4.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2、所述步骤3和所述步骤4中的烘干工艺中，烘干的温度为40℃-50℃，烘干时间为6h-12h。5.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤2、所述步骤3中的研磨过筛工艺中，研磨时长为0.5h，筛网为60目。6.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述第一次预烧处理工艺和所述第二次预烧处理工艺均为：将待预烧处理的粉料放入坩埚中并加盖，在温度为800℃-950℃，大气气氛下恒温煅烧，煅烧时间为3h-5h。7.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5包括：步骤5.1：称取粘结剂聚乙烯醇溶解于水中，水浴得到浓度为7％-8％的pva溶液；步骤5.2：将所述pva溶液添加到所述预制混合干粉料中进行造粒，得到粉粒；步骤5.3：将成形的粉粒过筛，筛网的规格为80目-120目；步骤5.4：将过筛后的粉粒于4mpa-6mpa的压力下压制成型得到陶瓷生坯。8.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6包括：
步骤6.1：将所述陶瓷生坯进行抽真空封装处理；步骤6.2：将真空封装处理后的陶瓷生坯放入等静压设备，在150mpa-250mpa下致密化处理。9.根据权利要求2所述的无铅高储能密度陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤7中，所述排胶工艺为：在大气气氛下，以2℃/min-3℃/min的速率升温至120℃，保温30min，之后以1.5℃/min-2.5℃/min的速率继续升温至600℃-700℃，保温2h-4h，之后随炉自然冷却；所述烧结工艺为：在大气气氛下，以2℃/min-3℃/min的速率升温至1150℃-1250℃，恒温煅烧胚体2h-2.5h，之后随炉自然冷却，得到bt-bm
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bnt介电储能陶瓷。

技术总结
本发明涉及一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法，该无铅高储能密度陶瓷材料化学式为：(1-x)[(1-y)BaTiO


技术研发人员：闫养希 覃文杰 李智敏 张东岩 张茂林 靳立 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.11.08
技术公布日：2022/2/7