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专利号: 201710771033X
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)按照化学式(1-x)SrTiO3-xBi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3进行配料并混合均匀,得到原料粉体,其中x表示Bi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3摩尔分数,且0.1≤x≤

0.4;

(2)流延浆料的制备:将有机溶剂和乳化剂混合均匀,然后加入步骤(1)获得的原料粉体、粘结剂、分散剂和增塑剂,并混合均匀,得到流延浆料;

(3)生坯的制备:将流延浆料采用流延成型的方式进行流延成型,然后按照需要进行裁切和叠加,并在150~200MPa的压力下进行加压,得到陶瓷材料生坯;

(4)将步骤(3)制备的陶瓷材料生坯进行排胶处理,然后将排胶处理后的试样烧结成瓷,得到钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料。

2.一种根据权利要求1所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,SrTiO3粉体通过以下过程制备:按化学式SrTiO3,将分析纯的SrCO3和TiO2进行配料并混合均匀,然后过筛,压块,再经1150~1200℃预烧3~5小时,得到块状固体,然后将块状固体粉碎后过120目筛,得到SrTiO3粉体。

3.一种根据权利要求1所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,Bi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3粉体通过以下过程制备:按化学式Bi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3,将Bi2O3、La2O3、Na2CO3、Li2CO3、TiO2和ZrO2进行配料并混合均匀,然后过筛、压块,再经800~850℃预烧3~4小时,得到块状固体,然后将块状固体粉碎后过120目筛,得到Bi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3粉体。

4.一种根据权利要求1所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中混合均匀的过程是以无水乙醇为介质,通过球磨进行的,球磨时间为12~16小时,且球磨后均在100℃下进行烘干。

5.一种根据权利要求1所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中有机溶剂为无水乙醇和丁酮的混合物;乳化剂为三油酸甘油酯;

粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛;分散剂为聚乙二醇;增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。

6.一种根据权利要求5所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中无水乙醇的加入量为原料粉体质量的50~55%;丁酮的加入量与原料粉体质量相同;三油酸甘油酯的加入量为原料粉体质量的3~4%;聚乙烯醇缩丁醛的加入量为原料粉体质量的9.5~10.5%;聚乙二醇的加入量为原料粉体质量的3~4%;邻苯二甲酸二丁酯的加入量为原料粉体质量的3~4%。

7.一种根据权利要求1所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中的排胶处理具体是在500~600℃保温10~15小时。

8.一种根据权利要求3所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中烧结的温度为1300~1350℃下,时间为2~3小时。

9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述的方法制备的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料 ,其特征在于 ,该陶瓷材料化学式为 :(1-x)SrTiO 3-xBi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3,其中x表示Bi0.48La0.02Na0.48Li0.02Ti0.98Zr0.02O3摩尔分数,且0.1≤x≤0.4。

10.一种如权利要求9所述的钛酸锶基高储能密度和低介电损耗陶瓷材料,其特征在于,该陶瓷材料的电场强度为209~323kV/cm,储能密度为1.98~2.59J/cm3,储能效率达到

87%。