CN109180181B - 一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料及其制备方法，化学式为(1‑x‑y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La、Sm及Dy中的一种或两种，x及y表示摩尔分数，0.2≤x≤0.7，0.01≤y≤0.2，该材料具有储能密度较高、储能效率高及弛豫化特点，并且制备方法简单。

Description

一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料及其制备方法
技术领域
本发明属于储能陶瓷材料技术领域，涉及一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料及其制备方法。
背景技术
高储能密度和高可靠性电介质储能材料在各种电力、电子系统中扮演着越来越重要的角色，特别是在高能脉冲功率技术领域有着不可替代的应用。相关器件及产品正朝小型化、轻型化及多功能方向发展，对器件的储能密度提出了更高的要求，而提高器件储能特性的关键在于开发出具有高储能密度、效率与热稳定性良好的电介质材料。
目前已有电介质储能材料大致可分为四类，第一类为钛酸钡基材料，相关电容器的生产技术非常成熟且已得到广泛应用，该类材料的特点是介电常数较高，由于材料中缺陷(晶界、孔隙等)和温度的影响，击穿场强较低，通常储能密度低于1J/cm3。第二类为有机薄膜基材料，如聚丙烯薄膜、聚脂薄膜、聚偏氟乙烯膜等，击穿场强非常高，但介电常数很小，使用范围严重受限。第三类为陶瓷与聚合物或玻璃的复合电介质，这类材料具有远超一般应用的击穿场强，主要针对脉冲功率系统，且其批量化生产技术尚不成熟。第四类为反铁电材料，研究主要集中在锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)O3)体系和铌酸银(AgNbO3)体系的储能研究，这类材料在外加电场作用下，会发生反铁电相到铁电相的迅速转变，介电常数表现出强烈的非线性效应，致使其极化强度远超同等强度电场作用下的线性或近线性介质，因此其储能密度远超前三类介质材料，成为现阶段的研究热点，尽管有上述的优点，此类材料储能一般具有较大的能量耗散。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料及其制备方法，该材料具有储能密度较高、储能效率高及弛豫化特点，并且制备方法简单。
为达到上述目的，本发明所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La、Sm及Dy中的一种或两种，x及y表示摩尔分数，0.2≤x≤0.7，0.01≤y≤0.2。
x＝0.6,y＝0.15。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1000-1250℃进行烧结，再降温至900-1100℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，Me为稀土元素La、Sm及Dy中的一种或两种，通过在无铅反铁电NBT-SBT中掺入稀土元素Me，以提高储能密度及储能效率，其原理在于：利用A位异价阳离子来破坏反铁电材料偶极子的长程有序，实现反铁电材料在纳米尺度上的结构不均匀，降低极化强度相对于电场的滞后，从而提高材料的储能效率及储能密度，经试验，基于NBT-SBT-Me体系的储能陶瓷，其储能密度及效率分别达到2.8J cm-3和98％，同时，该储能陶瓷在-60～120℃范围内表现出良好的稳定性，储能密度变化率小于15％，并且在充放电100万次后器件储能密度仅下降10％，该数据表明本发明所述的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3有望在高能量储能领域得到应用。另外，本发明制备时，只需在各原料中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片，再去除PVA，然后进行二步烧结，最后进行抛光处理即可，需要说明的是，本发明通过分步合成，两步烧结，以获得细小均匀的陶瓷晶粒，且致密度较高，满足不应用的需要。
附图说明
图1为本发明的X光衍射图谱图；
图2为本发明的扫描电镜图谱图；
图3为本发明的介电常数及介电损耗随着温度变化图谱图；
图4为本发明的电滞回线示意图；
图5为本发明的阻抗图谱示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例一
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法包括以下步骤：
1)根据纯度99.99％的La2O3进行配料，再以无水乙醇为介质球磨12小时，使得稀土元素粒径减小，然后于200℃下进行干燥，得La2O3粉末；
2)以纯度99.99％的Bi2O3、99.99％的Na2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重116.52克、26.63克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨过程中，原料的体积：玛瑙球子体积：球磨介子无水乙醇体积等于1：2：4，球磨时间12h，然后将球磨后的原料放入烘箱中并在80℃烘10h。烘干后，将原料利用压片机在0.1Mpa下压片成直径60mm的原料胚体，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在800℃下保温3h合成纯钙钛矿结构的(Bi0.5Na0.5)TiO3；
3)采用纯度99.99％的Sr2CO3、99.99％的Bi2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重104.38克、46.61克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨时间为12h，最后在烘箱进行烘干，将烘干后的原料在0.1Mpa下压片，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在850℃下保温5h合成(Sr0.7Bi0.2)TiO3；
4)将步骤1)得到的La2O3、步骤2)得到的(Bi0.5Na0.5)TiO3及步骤3)得到的(Sr0.7Bi0.2)TiO3分别碾碎，再按照0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01La2O3的化学计量比分别称量La2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体各3.258克、21.2克及19.9克，然后将La2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体放入球磨罐中球磨12h，球磨后放入烘箱烘干，然后再将La2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3的混合粉体在0.1Mpa下压片，随后放入马弗炉中在1050℃保温2h合成0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01La2O3相结构，将所得的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01La2O3块体碾碎球磨烘干；
5)向步骤4)所得的粉体中加入聚乙烯醇溶液进行造粒，聚乙烯醇(PVA)的浓度为5％，将0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01La2O3和聚乙烯醇在研钵中充分混合后200目筛，将造粒后的粉体在100MPa下压片成型；所压得生胚在1100℃下保温2h，最终所得的厚度为1.2mm、直径为12.00mm的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01La2O3介电储能陶瓷材料。
通过X射线衍射测量制备陶瓷材料，如图1所示。陶瓷材料非常致密，晶粒尺寸均匀，如图2所示。测制备陶瓷材料的介温图谱，如图3所示。测量该无铅弛豫反铁电陶瓷材料的电滞回线的发现损耗较小，在电场20MV/m下，陶瓷的储能密度及储能效率都得到了加强，如图4所示意。测量该无铅弛豫反铁电陶瓷材料的阻抗，如图5所示。
实施例二
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法包括以下步骤：
1)根据纯度99.99％的Sm2O3进行配料，再以无水乙醇为介质球磨12小时，使得稀土元素粒径减小，然后于200℃下进行干燥，得Sm2O3粉末；
2)以纯度99.99％的Bi2O3、99.99％的Na2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重116.52克、26.63克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨过程中，原料的体积：玛瑙球子体积：球磨介子无水乙醇体积等于1：2：4，球磨时间12h，然后将球磨后的原料放入烘箱中并在80℃烘10h。烘干后，将原料利用压片机在0.1Mpa下压片成直径60mm的原料胚体，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在800℃下保温3h合成纯钙钛矿结构的(Bi0.5Na0.5)TiO3；
3)采用纯度99.99％的Sr2CO3、99.99％的Bi2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重104.38克、46.61克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨时间为12h，最后在烘箱进行烘干，将烘干后的原料在0.1Mpa下压片，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在850℃下保温5h合成(Sr0.7Bi0.2)TiO3；
4)将步骤1)得到的Sm2O3、步骤2)得到的(Bi0.5Na0.5)TiO3及步骤3)得到的(Sr0.7Bi0.2)TiO3分别碾碎，再按照0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Sm2O3的化学计量比分别称量Sm2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体各3.258克、21.2克及19.9克，然后将Sm2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体放入球磨罐中球磨12h，球磨后放入烘箱烘干，然后再将Sm2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3的混合粉体在0.1Mpa下压片，随后放入马弗炉中在1050℃保温2h合成0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Sm2O3相结构，将所得的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Sm2O3块体碾碎球磨烘干；
5)向步骤4)所得的粉体中加入聚乙烯醇溶液进行造粒，聚乙烯醇(PVA)的浓度为5％，将0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Sm2O3和聚乙烯醇在研钵中充分混合后200目筛，将造粒后的粉体在100MPa下压片成型；所压得生胚在1100℃下保温2h，最终所得的厚度为1.2mm、直径为12.00mm的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Sm2O3介电储能陶瓷材料。
实施例三
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法包括以下步骤：
1)根据纯度99.99％的Dy2O3进行配料，再以无水乙醇为介质球磨12小时，使得稀土元素粒径减小，然后于200℃下进行干燥，得Dy2O3粉末；
2)以纯度99.99％的Bi2O3、99.99％的Na2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重116.52克、26.63克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨过程中，原料的体积：玛瑙球子体积：球磨介子无水乙醇体积等于1：2：4，球磨时间12h，然后将球磨后的原料放入烘箱中并在80℃烘10h。烘干后，将原料利用压片机在0.1Mpa下压片成直径60mm的原料胚体，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在800℃下保温3h合成纯钙钛矿结构的(Bi0.5Na0.5)TiO3；
3)采用纯度99.99％的Sr2CO3、99.99％的Bi2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重104.38克、46.61克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨时间为12h，最后在烘箱进行烘干，将烘干后的原料在0.1Mpa下压片，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在850℃下保温5h合成(Sr0.7Bi0.2)TiO3；
4)将步骤1)得到的Dy2O3、步骤2)得到的(Bi0.5Na0.5)TiO3及步骤3)得到的(Sr0.7Bi0.2)TiO3分别碾碎，再按照0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Dy2O3的化学计量比分别称量Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体各3.73克、21.2克及19.9克，然后将Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体放入球磨罐中球磨12h，球磨后放入烘箱烘干，然后再将Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3的混合粉体在0.1Mpa下压片，随后放入马弗炉中在1050℃保温2h合成0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Dy2O3相结构，将所得的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Dy2O3块体碾碎球磨烘干；
5)向步骤4)所得的粉体中加入聚乙烯醇溶液进行造粒，聚乙烯醇(PVA)的浓度为5％，将0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Dy2O3和聚乙烯醇在研钵中充分混合后200目筛，将造粒后的粉体在100MPa下压片成型；所压得生胚在1100℃下保温2h，最终所得的厚度为1.2mm、直径为12.00mm的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.49(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.01Dy2O3介电储能陶瓷材料。
实施例四
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法包括以下步骤：
1)根据纯度99.99％的Dy2O3进行配料，再以无水乙醇为介质球磨12小时，使得稀土元素粒径减小，然后于200℃下进行干燥，得Dy2O3粉末；
2)以纯度99.99％的Bi2O3、99.99％的Na2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重116.52克、26.63克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨过程中，原料的体积：玛瑙球子体积：球磨介子无水乙醇体积等于1：2：4，球磨时间12h，然后将球磨后的原料放入烘箱中并在80℃烘10h。烘干后，将原料利用压片机在0.1Mpa下压片成直径60mm的原料胚体，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在800℃下保温3h合成纯钙钛矿结构的(Bi0.5Na0.5)TiO3；
3)采用纯度99.99％的Sr2CO3、99.99％的Bi2CO3及99.99％的TiO2为原料，分别称重104.38克、46.61克及80.06克，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨时间为12h，最后在烘箱进行烘干，将烘干后的原料在0.1Mpa下压片，压完片后的原料胚体放入马弗炉中在850℃下保温5h合成(Sr0.7Bi0.2)TiO3；
4)将步骤1)得到的Dy2O3、步骤2)得到的(Bi0.5Na0.5)TiO3及步骤3)得到的(Sr0.7Bi0.2)TiO3分别碾碎，再按照0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.48(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.02Dy2O3的化学计量比分别称量Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体各7.46克、21.2克及19.9克，然后将Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3粉体放入球磨罐中球磨12h，球磨后放入烘箱烘干，然后再将Dy2O3、(Bi0.5Na0.5)TiO3及(Sr0.7Bi0.2)TiO3的混合粉体在0.1Mpa下压片，随后放入马弗炉中在1050℃保温2h合成0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.48(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.02Dy2O3相结构，将所得的0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.48(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.02Dy2O3块体碾碎球磨烘干；
5)向步骤4)所得的粉体中加入聚乙烯醇溶液进行造粒，聚乙烯醇(PVA)的浓度为5％，将0.5(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.48(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.02Dy2O3和聚乙烯醇在研钵中充分混合后200目筛，将造粒后的粉体在100MPa下压片成型；所压得生胚在1100℃下保温2h，最终所得的厚度为1.2mm、直径为12.00mm的0.65(Na0.5Bi0.5)TiO3–0.48(Sr0.7Bi0.2)TiO3–0.02Dy2O3介电储能陶瓷材料。
实施例五
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La，x及y表示摩尔分数，x＝0.6,y＝0.15。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1250℃进行烧结，再降温至1110℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例六
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La及Dy，x及y表示摩尔分数，x＝0.2，y＝0.2。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1000℃进行烧结，再降温至900℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例七
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为Sm及Dy，x及y表示摩尔分数，x＝0.7，y＝0.01。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1100℃进行烧结，再降温至1000℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例八
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La及Sm，x及y表示摩尔分数，x＝0.5，y＝0.1。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1200℃进行烧结，再降温至1100℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例九
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为Dy，x及y表示摩尔分数，x＝0.7，y＝0.2。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1000℃进行烧结，再降温至950℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例十
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为Sm，x及y表示摩尔分数，x＝0.4，y＝0.1。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1250℃进行烧结，再降温至900℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
实施例十一
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La，x及y表示摩尔分数，x＝0.2，y＝0.18。
本发明所述无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的制备方法，包括以下步骤：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1200℃进行烧结，再降温至1000℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
步骤2)中PVA溶液的重量百分比溶度为5％。
步骤3)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
步骤5)中保温的时间为3h。
步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。

Claims (7)

1.一种无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，化学式为(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3，其中，Me为La、Sm及Dy中的一种或两种，x及y表示摩尔分数，0.2≤x≤0.7，0.01≤y≤0.2；
无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料的具体制备过程为：
1)按照化学式Me2O3进行配料，再将所得原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后得Me2O3粉末；
2)按照化学式(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3进行配料，再将得到的原料以无水乙醇为介质进行球磨，干燥后进行预烧处理，得(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末；
3)向步骤2)得到的(1-x-y)(Na0.5Bi0.5)TiO3–x(Sr0.7Bi0.2)TiO3–yMe2O3粉末中加入PVA溶液进行造粒，然后压制成圆片；
4)将步骤3)得到的圆片加热并保温，以去除PVA；
5)将步骤4)得到的圆片升温至1000-1250℃进行烧结，再降温至900-1100℃并进行保温，最后对圆片的表面进行抛光处理，得无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料。
2.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，x＝0.6,y＝0.15。
3.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，步骤1)中球磨的时间为12h，干燥过程中的温度为200℃。
4.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，步骤3)中PVA溶液的重量百分比浓度为5％。
5.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，步骤4)中加热的温度为500℃，温度时间为2h。
6.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，步骤5)中保温的时间为3h。
7.根据权利要求1所述的无铅弛豫反铁电陶瓷储能材料，其特征在于，步骤5)中经抛光处理后圆片的厚度为0.2mm。
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