CN104891989A - Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-xMxTi1-xO3高储能密度陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-xMxTi1-xO3高储能密度陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-xMxTi1-xO3高储能密度陶瓷及其制备方法，制备方法采用放电等离子烧结（SPS）技术制备Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-xMxTi1-xO3高储能密度陶瓷，其中：0.05≤x≤0.3，M为Sn、Zr、(Mg1/3Nb2/3)、(Mg1/3Ta2/3)、(Zn1/3Nb2/3)、(Zn1/3Ta2/3)、(Ni1/3Nb2/3)、(Ni1/3Ta2/3)、(Al1/2Nb1/2)、(Al1/2Ta1/2)、(Co1/2Nb1/2)、(Co1/2Ta1/2)、(Cr1/2Nb1/2)、(Cr1/2Ta1/2)中的一种。本发明制备的高储能密度陶瓷，基于电滞回线计算的储能密度可达0.9~2.4 J/cm3，可承受最高交流电压介于115~210 kV/cm之间。

Description

Srx(Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-xMxTi1-xO3高储能密度陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于储能陶瓷电容器制造领域，具体涉及到一种Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷及其制备方法。
背景技术
高储能密度陶瓷电容器是一种新型的高密度储能方式，其具有储能密度高、充放电速度快、抗循环老化、适用于高温高压等极端环境和性能稳定的优点，特别适合军用激光驱动电源和定向能武器领域，是新一代定向能武器的强有力驱动器。然而，当前高密度储能陶瓷的储能密度相对较低，制备成薄膜可获得较高的储能密度值，然而，薄膜的不稳定特征和低功率特点，大大限制了其在军用领域的应用。因而，提高陶瓷材料的储能密度，已成当前的一个重要研究热点。当前，储能陶瓷材料主要集中于铅基材料，然而，铅的高毒性也意味着其应用受到限制。因而需要寻找新储能陶瓷体系。经过前期研究发现，Bi0.5Na0.5TiO3体系能够固溶一些弱铁电性的材料形成反铁电体，因而有了如下发明内容。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷，式中，0.05≤x≤0.3，M为Sn、Zr、(Mg1/3Nb2/3)、(Mg1/3Ta2/3)、(Zn1/3Nb2/3)、(Zn1/3Ta2/3)、(Ni1/3Nb2/3)、(Ni1/3Ta2/3)、(Al1/2Nb1/2)、(Al1/2Ta1/2)、(Co1/2Nb1/2)、(Co1/2Ta1/2)、(Cr1/2Nb1/2)、(Cr1/2Ta1/2)中的一种。
一种Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、MO y (金属氧化物)、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：MO y (金属氧化物)：TiO2 = x：(0.235-0.235x)：(0.235-0.235x)：(0.06-0.06x)：x：(1-x)的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在950~1050℃保温2~4小时合成Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3化合物，再次研磨得Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至30~50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至900~1050℃并保温10~30分钟，即制备得Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷。
经测试，该方法制备的Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷，基于电滞回线计算的储能密度可达0.9~2.4 J/cm3。
有益效果
该Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷，制备方法简单，储能密度大，储能密度可达0.9~2.4 J/cm3，可承受最高交流电压介于115~210 kV/cm之间。
具体实施方式
以下基于十六个具体实施例来说明本发明。本领域的技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明的目的，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.05(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.95Zr0.05Ti0.95O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、ZrO2、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：ZrO2：TiO2 = 0.05：0.22325：0.22325：0.057：0.05：0.95的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在950℃保温4小时合成Sr0.05(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.95Zr0.05Ti0.95O3化合物，再次研磨得Sr0.05(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.95Zr0.05Ti0.95O3分散均匀粉体。
（3）        将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至900℃并保温30分钟，即制备得Sr0.05(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.95Zr0.05Ti0.95O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为0.9 J/cm3，可承受最高交流电压120kV/cm。
实施例2：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.15(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.85Zr0.15Ti0.85O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、ZrO2、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：ZrO2：TiO2 = 0.15：0.19975：0.19975：0.051：0.15：0.85的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温2小时合成Sr0.15(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.85Zr0.15Ti0.85O3化合物，再次研磨得Sr0.15(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.85Zr0.15Ti0.85O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至40MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至950℃并保温10分钟，即制备得Sr0.15(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.85Zr0.15Ti0.85O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为2.4 J/cm3，可承受最高交流电压180kV/cm。
实施例3：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.3(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.7Zr0.3Ti0.7O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、ZrO2、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：ZrO2：TiO2 = 0.3：0.1645：0.1645：0.042：0.3：0.7的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1050℃保温3小时合成Sr0.3(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.7Zr0.3Ti0.7O3化合物，再次研磨得Sr0.3(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.7Zr0.3Ti0.7O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至30MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至950℃并保温20分钟，即制备得Sr0.3(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.7Zr0.3Ti0.7O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.03 J/cm3，可承受最高交流电压210kV/cm。
实施例4：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88Sn0.12Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、SnO2、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：SnO2：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.12：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88Sn0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88Sn0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88Sn0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.8 J/cm3，可承受最高交流电压165kV/cm。
实施例5：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Nb2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、MgO、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：MgO：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3化合物。再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.56 J/cm3，可承受最高交流电压130kV/cm。
实施例6：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Ta2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、MgO、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：MgO：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Mg1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为2.3 J/cm3，可承受最高交流电压200kV/cm。
实施例7：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Nb2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、ZnO、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：ZnO：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.12 J/cm3，可承受最高交流电压120kV/cm。
实施例8：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Ta2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、ZnO、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：ZnO：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Zn1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.52 J/cm3，可承受最高交流电压175kV/cm。
实施例9：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Nb2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、NiO、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：NiO：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Nb2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.14 J/cm3，可承受最高交流电压125kV/cm。
实施例10：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Ta2/3)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、NiO、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：NiO：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.04：0.04：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Ni1/3Ta2/3)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.37 J/cm3，可承受最高交流电压160kV/cm。
实施例11：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Nb1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Al2O3、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Al2O3：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为0.96 J/cm3，可承受最高交流电压115 kV/cm。
实施例12：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Ta1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Al2O3、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Al2O3：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Al1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.85 J/cm3，可承受最高交流电压185 kV/cm。
实施例13：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Nb1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Co2O3、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Co2O3：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.05 J/cm3，可承受最高交流电压125 kV/cm。
实施例14：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Ta1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Co2O3、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Co2O3：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Co1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.98 J/cm3，可承受最高交流电压175 kV/cm。
实施例15：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Nb1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Cr2O3、Nb2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Cr2O3：Nb2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Nb1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为0.96 J/cm3，可承受最高交流电压120 kV/cm。
实施例16：
（1）        采用传统粉体合成技术合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Ta1/2)0.12 Ti0.88O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、Cr2O3、Ta2O5、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：Cr2O3：Ta2O5：TiO2 = 0.12：0.2068：0.2068：0.0528：0.03：0.03：0.88的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干。
（2）        研磨，在1000℃保温4小时合成Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3化合物，再次研磨得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3分散均匀粉体。
（３）将（２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至1000℃并保温20分钟，即制备得Sr0.12(Bi0.47Na0.47Ba0.06)0.88(Cr1/2Ta1/2)0.12Ti0.88O3高储能密度陶瓷。
性能测试结果：基于电滞回线计算的储能值为1.67 J/cm3，可承受最高交流电压155 kV/cm。
虽然本发明已以较佳实例公开如上，但并非限定本发明，任何本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可做适当改进，因此，本发明保护范围以权利要求所界定的范围为准。

Claims (2)

1.一种Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷，其特征是：其组成通式为Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3，式中：0.05≤x≤0.3，符号M为Sn、Zr、(Mg1/3Nb2/3)、 (Mg1/3Ta2/3)、(Zn1/3Nb2/3)、(Zn1/3Ta2/3)、(Ni1/3Nb2/3)、(Ni1/3Ta2/3)、(Al1/2Nb1/2)、(Al1/2Ta1/2)、(Co1/2Nb1/2)、(Co1/2Ta1/2)、(Cr1/2Nb1/2)、(Cr1/2Ta1/2)中的一种。
2.权利要求１所述的Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷的制备方法，其特征是：包括如下步骤：
１）采用传统粉体合成技术合成Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3粉体：选择高纯度（≧99.8%）的SrCO3、Bi2O3、Na2CO3、BaCO3、MO y (金属氧化物)、TiO2粉末为原料，按照SrCO3：Bi2O3：Na2CO3：BaCO3：MO y (金属氧化物)：TiO2 = x：(0.235-0.235x)：(0.235-0.235x)：(0.06-0.06x)：x：(1-x)的摩尔比例混合，然后在高能球磨机中充分混合，取出烘干；
２）研磨，在950~1050℃保温2~4小时合成Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3化合物，再次研磨得Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3分散均匀粉体；
３）将步骤２）中所得粉体装入等离子放电烧结炉的石墨磨具中，加压至30~50MPa，然后把等离子放电烧结炉快速升温至900~1050℃并保温10~30分钟，即制备得Sr x (Bi0.47Na0.47Ba0.06)1-x M x Ti1-x O3高储能密度陶瓷。
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