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专利号: 2017107731209
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:

1.一种钛酸锶基无铅耐高压储能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-x(0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3)进行配料并混合均匀 ,得到原料粉体,其中x表示0 .93Bi0 .5Na0 .5TiO3-

0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3摩尔分数,且0.1≤x≤0.5;

(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:将步骤(2)中获得的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试样进行排胶处理,然后将排胶处理后的试样烧结成瓷,得到钛酸锶基无铅耐高压储能陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能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所述的钛酸锶基无铅耐高压储能陶瓷材料的制备方法,其特征在于,

0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3粉体通过以下过程制备:按化学式

0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3将分析纯的Bi2O3,Na2CO3,TiO2,BaCO3,La2O3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0 .93Bi0.5Na0 .5TiO3-

0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3粉体。

4.根据权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能陶瓷材料的制备方法,其特征在于,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.根据权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能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.根据权利要求5所述的钛酸锶基无铅耐高压储能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.根据权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能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.根据权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能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℃,时间为2~3小时。

9.一种基于权利要求1-8中任意一项所述方法制备的钛酸锶基无铅耐高压储能陶瓷材料,其特征在于,其化学式为:(1-x)SrTiO3-x(0.93Bi0.5Na0.5TiO3-

0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3),其中x为0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba0.94La0.04Zr0.02Ti0.98O3的摩尔分数,且0.1≤x≤0.5。

10.一种如权利要求1所述的钛酸锶基无铅耐高压储能陶瓷材料,其特征在于,该陶瓷材料的电场强度为175~326kV/cm,储能密度为1.80~2.83J/cm3,储能效率为74~87%。