1.一种无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取SrTiO3粉体与0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3粉体,按照化学式(1-x)SrTiO3-x(0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3)进行配料并混合均匀,得到原料粉体,其中x表示0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3摩尔分数,且0.1≤x≤0.8;
(2)向步骤(1)获得的原料粉体中加入粘合剂,进行造粒,陈腐后在200~250Mpa下压片,再进行排胶处理得到试样;
(3)将步骤(2)的试样烧结成瓷,得到无铅低损耗高储能密度陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度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.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,
0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3粉体通过以下过程制备:按化学式
0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3,将Bi2O3、Na2CO3、TiO2、BaCO3、Al2O3和Nb2O5进行配料并混合均匀,然后过筛,压块,再经850~900℃预烧3~4小时,得到块状固体,然后将块状固体粉碎后过筛,得到0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3粉体。
4.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度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,且球磨后在100℃下进行烘干。
5.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中陈腐是在室温下放置24~48小时。
6.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中粘合剂采用质量分数为8%的PVA水溶液。
7.根据权利要求1或6所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中粘合剂的加入量是原料粉体质量的8%~15%。
8.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的排胶处理具体是在500~600℃保温3~5小时。
9.根据权利要求1所述的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中烧结的温度为1225~1350℃,时间为2~3小时。
10.一种基于权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的无铅低损耗高储能密度陶瓷材料,其特征在于,该陶瓷材料的化学式为:(1-x)SrTiO3-x(0.95Bi0.5Na0.5TiO3-
0.05BaAl0.5Nb0.5O3),其中x为0.95Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaAl0.5Nb0.5O3摩尔分数,且0.1≤x≤3
0.8;该陶瓷材料的储能密度为1.40~1.89J/cm,储能效率达到97%。