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专利号: 2022103858659
申请人: 杭州电子科技大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷,其特征在于,该陶瓷的化学组成为(1‑x)(0.75Bi0.5K0.5TiO3‑ 0.25BiFeO3)‑xCaTiO3,其中,x为0.5。

2.一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷的制备方法,其特征在于,使用固相反应法制备得到相应的储能陶瓷,包括以下步骤:步骤一:选取Bi2O3粉体、Fe2O3粉体、K2CO3粉体、CaCO3粉体和TiO2粉体为原料,按照通式

0.75Bi0.5K0.5TiO3‑0.25BiFeO3和CaTiO3分别称取原料,并加入与粉体等量的无水乙醇,经过一次球磨使粉体混合均匀形成浆料;

步骤二:将步骤一中获得的浆料置于90℃下的恒温烘箱中烘烤,去除无水乙醇,并在研钵中研磨,得到粉料;之后将粉料置于模具中压成料块,将0.75Bi0.5K0.5TiO3‑0.25BiFeO3料块在密闭条件下于800‑875℃下预烧,保温时间4‑5小时,将CaTiO3料块在密闭条件下于

825‑950℃下预烧,保温时间6‑7小时,得到相应预合成的陶瓷片;

步骤三:将步骤二中得到的陶瓷片在研钵中碾碎研磨后得到相应陶瓷粉体,按照通式(1‑x)(0.75Bi0.5K0.5TiO3‑0.25BiFeO3)‑xCaTiO3称取相应粉体,x=0.5,向称取的粉体中加入等量的无水乙醇,进行二次球磨;将球磨后的浆料在90℃下烘干,经造粒、过筛、模压成型得到陶瓷生胚;

步骤四:将步骤三中的陶瓷坯体在600‑650℃下进行排胶处理,以去除PVA;将排胶后的陶瓷坯体进行烧结,烧结温度为1100~1200℃,升温速率3‑4℃/min,保温时间2‑3小时,冷却到室温后得到一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷。

3.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,步骤一中所述Bi2O3、Fe2O3、K2CO3原料的纯度大于99.5%,所述TiO2原料的纯度大于99.8%,所述CaCO3原料的纯度大于99.99%。

4.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,步骤一及步骤三球磨过程中,所述球磨时间为12h。

5.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,步骤三过筛过程中使用80目和140目筛子过筛,取80目和140目筛子中间层的粉料。

6.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,步骤三造粒过程中使用浓度为5%的聚乙烯醇作为粘结剂,将粉料在研钵中混合均匀后置于模具中,压制成胚块。

7.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,步骤三模压成型过程中的压强控制在200MPa。

8.根据权利要求2所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,还包括抛光和镀金电极。

9.根据权利要求8所述的一种宽温度稳定性的高储能密度钛酸铋钾基钙钛矿陶瓷制备方法,其特征在于,所述抛光和镀金电极具体是将步骤四中得到的陶瓷片打磨至0.1‑

0.15mm厚度,并在双面溅射金电极。