一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法

技术特征：
1.一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）、分别将pbo、hfo2和sno2按照化学式pb(hf
0.45
sn
0.55
)
0.995
o3（phs）进行配料后，球磨混合及烘干后形成phs粉体；2）、分别将bi2o3、na2co3、tio2、batio3、pr2o3按照化学式0.93bi
0.5
na
0.5
tio
3-0.07batio
3-1.3%pr（bnt-bt-p）进行配料后，球磨混合及烘干后形成bnt-bt-p粉体；3）、分别将phs粉体和bnt-bt-p粉体放入坩埚，在空气气氛中进行预烧；4）、将bnt-bt-p预烧粉体倒入球磨罐球磨后烘干，过筛得到bnt-bt-p预烧细粉体；5）、将异丙醇铝溶入乙二醇中，采用磁力搅拌器搅拌，再与乙酰丙酮进行混合球磨，最后再加入乙酸，形成氧化铝透明溶胶；6）、将bnt-bt-p预烧细粉体与氧化铝溶胶按照0.5wt%al2o3 99.5wt%bnt-bt-p比例进行混合球磨，加热烘干，再在高温下热处理得到氧化铝包覆的bnt-bt-p粉体（bnt-bt-p@al2o3）；7）、将phs粉体和bnt-bt-p@al2o3粉体倒入球磨罐球磨后烘干；8）、将已烘干的phs粉体和bnt-bt-p@al2o3粉体进行造粒过筛后压制成圆片，并将圆片烧结以得到复合陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤1）、2）、4）、6）、7）中，球磨是在无水乙醇下进行，烘干温度为80℃，步骤1）、2）、4）和7）中，球磨时间为4h，步骤6）中，球磨时间为36h。3.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，所述反铁电相pb(hf
0.45
sn
0.55
)
0.995
o3（phs）粉体是由pbo、hfo2和sno2按照化学式pb(hf
0.45
sn
0.55
)
0.995
o3进行配料。4.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤3）中，预烧要求是pb(hf
0.45
sn
0.55
)
0.995
o3粉体和0.93bi
0.5
na
0.5
tio
3-0.07batio
3-1.3%pr粉体在空气中850℃保温 3 h。5.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤5）中，搅拌温度均为80℃，搅拌时间为30 min。6.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤6）中，加热烘干温度为60℃，保温时间4 h。7.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤6）中，热处理温度为600℃，保温时间为2 h。8.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤8）中，圆片压制的压力为100~150mpa。9.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤8）中，圆片为直径10mm且厚度约为1mm的圆片生胚。10.根据权利要求1所述的一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，其特征在于，在所述步骤8）中，烧结要求为在空气中1180℃~1220℃烧结3h，烧结过程中升温速率及降温速率均为3~5℃/min。

技术总结
本发明是一种高储能密度和高储能效率的复合陶瓷材料制备方法，有效解决了现有反铁电材料和弛豫铁电材料在高温合成时，容易造成两相反应产生杂相，使复合后储能效率下降，耐压强度降低的问题，该复合陶瓷由反铁电相粉体和包覆了氧化铝的弛豫铁电相粉体按照化学式所制成，反铁电相粉体是由PbO、HfO2和SnO2进行配料后混合而成，最后将反铁电相粉体和包覆了氧化铝的弛豫铁电相粉体进行混合，其中包覆了氧化铝的弛豫铁电相粉体，按照比例进行混合。氧化铝的包覆，能够有效增加耐压强度，同时降低两相高温时的反应扩散，保障复合材料的高储能密度及高储能效率。密度及高储能效率。密度及高储能效率。


技术研发人员：张洋洋 赵帅杰 李慧 张金平 高景霞 王二萍 李伟 李明阳 张翔
受保护的技术使用者：黄河科技学院
技术研发日：2022.03.04
技术公布日：2022/6/1