CN113213925A - 一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，根据材料的组成，称取原料依次进行一次球磨、预烧处理、二次球磨、排粘、热等静压处理，所述热等静压处理是将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120~1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温，所述铪钛酸铅基陶瓷材料为Pb1‑3z/2Laz[(Hf1‑ySny)1‑xTix]O3，其中0.02≤x≤0.04，0.05≤y≤0.2，0.02≤z≤0.1；所述原料为Pb3O4、HfO2、TiO2、La2O3和SnO2。本发明制备的La、Sn共掺杂的铪钛酸铅陶瓷块体材料密度大，致密性优异，成分分布均匀、不发生成分偏聚，具有优异的储能密度，储能密度达到5.09J·cm‑1，击穿电场强度也得到显著的提高，可达到350kV·cm‑1左右。

Description

一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法
技术领域
本发明涉及电子陶瓷材料技术领域，具体涉及一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基反铁电陶瓷材料的方法。
背景技术
反铁电材料在足够高的电场强度作用下可以从反铁电相转变成铁电相，在这个过程中材料吸收电能量；当外加电场撤除时亚稳态的铁电相会自发地恢复成反铁电相，在这个过程中把所储存的电能量释放出来。反铁电材料的这种电场诱导相变特性可以用于电能量的存储和释放，成为了理想的电容器。其中铪钛酸铅（PHT）是一种典型反铁电材料，较现有较为成熟的锆钛酸铅，储能密度更大。通过掺杂金属元素，可以对其性能进行调控，进一步提高其各项性能。
但是制备多种元素掺杂铪钛酸铅（PHT）陶瓷材料时，烧结过程中粉末颗粒的扩散速度低，各离子扩散速度存在差异，导致烧结性能差，制备的陶瓷材料中缺陷多、致密性差，尤其是制备块状结构的铪钛酸铅陶瓷材料时，这些问题更显著，要获得致密性优异的陶瓷烧结体，现有技术中采用加入添加剂，但是铪钛酸铅基的陶瓷材料中，铪对添加元素种类及比例敏感性大，且高温环境下铪和铅容易挥发，使得原有比例产生变化，导致材料性能无法保证。
发明内容
基于上述技术问题，本发明目的在于提供一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法。制备的多元素掺杂的铪钛酸铅基陶瓷材料致密性高、成分分布均匀性好，储能密度和输出功率大，性能稳定性高。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于：根据材料的组成，称取原料依次进行一次球磨、预烧处理、二次球磨、排粘、热等静压处理，所述热等静压处理是将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120~1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温，所述铪钛酸铅基陶瓷材料为Pb1-3z/2Laz[(Hf1-ySny)1-xTix]O3，其中0.02≤x≤0.04，0.05≤y≤0.2，0.02≤z≤0.1。
铅元素的原料Pb3O4，铪元素的原料是HfO2，钛元素的原料是TiO2、镧元素的原料是La2O3，锡元素的原料为SnO2。
传统的固相烧结制备铪钛酸铅基陶瓷块状材料需要极高的温度下（大于1300℃），极高的烧结温度使得在烧结过程中铅和铪挥发，烧结得到的陶瓷体致密性差，组织均匀性也差，且由于成分比例关系的变化，使得铪钛酸铅的性能受到极大的影响。
优选的，上述Pb1-3z/2Laz[(Hf1-ySny)1-xTix]O3中，y=0.1，z=0.4。
进一步，所述一次球磨是将称重的原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1~1.4：0.8~1.2混合，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至120~150rpm球磨2h。
在二次球磨过程中，由于预烧形成固溶体，合成主晶相，但是原料预烧后粉碎困难，活性较低，导致后续热等静压处理时的推动力被削弱，影响热等静压的致密化效果，本发明先以较高速率进行球磨，球磨以冲击为主，提供足够的能量快速细化原料，使原料颗粒均匀，后续降低转速，使得球磨过程从冲击和研磨共同存在，最后再一次降低转速，使得冲击完全转化成研磨为主，使得球磨过程的不断变化同步适应混合粉体体系在球磨过程中的不断变化，促进了球磨的各成分颗粒充分细化、颗粒分布均匀、粒径均一，提高固溶体的活性，促进后续热等静压的作用。
进一步，所述预烧是将一次球磨形成的浆料边搅拌边加热干燥成粉料，取出锆球后，将粉料压制成圆柱块体，在2~2.5℃/min升温至800~850℃，保温2h。
进一步，所述二次球磨是在预烧后的块体粉碎后，加入5wt%PVA，将转速升至300rpm球磨2h，最后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至120~150rpm球磨2h，PVA的加入量是分体质量的10~12%。
最具体的，一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）一次球磨：
根据Pb1-3z/2Laz[(Hf1-ySny)1-xTix]O3的各组分比例关系，称取Pb3O4、 HfO2 、TiO2、La2O3和SnO2，在100℃下保温24h，再加入Pb3O4质量的2%的Pb3O4，将所有原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1~1.4:0.8~1.2混合进行球磨，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至120~150rpm球磨2h；
（2）预烧处理：
将球磨后的浆料在60~80℃下烘干，烘干过程中伴随搅拌，取出锆球得混合粉料，将混合粉料预压成直径为45mm，厚度为15mm的圆柱块体，2~2.5℃/min内升温至800~850℃，并保温2h；
（3）二次球磨：
将预烧后的块体粉碎后，加入其质量的10% 的PVA溶液，将转速升至300rpm球磨2h，然后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至120~150rpm球磨2h，造粒后过60目筛， PVA溶液的浓度为5wt%；
（4）排粘处理：
将二次球磨处理后的粉料在150~200MPa·m-2下压制成20mm×20mm×10mm的长方体或Φ12mm×10mm的圆柱体生坯，在1h内升温至120℃，保温30~40min，再在5h内升温至600℃，保温2h，然后自然冷却；
（5）热等静压：
将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120~1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温。
本发明在预烧后的特定二次球磨增大了预烧形成的固溶体的活性，并通过控制锡、镧的添加比例，结合热等静压处理，较传统的无压高温烧结降低了烧结温度，减少了铅和铪的挥发，同时坯体收到均匀的压力和温度作用，使原子热扩散速率增大，更易形成均匀的晶相，减少了材料的内部缺陷，提高了陶瓷材料的致密性，成分分布均匀性，最终使得击穿电场强度和储能密度得到显著的提高，同时烧结温度得到降低，降低了铅和铪的挥发。
本发明具有如下技术效果：
本发明制备的La、Sn共掺杂的铪钛酸铅陶瓷块体材料密度大，致密性优异，成分分布均匀、不发生成分偏聚，具有优异的储能密度，储能密度达到5.09J·cm-1，击穿电场强度也得到显著的提高，可达到350kV·cm-1左右。
附图说明
图1：本发明制备的Pb0.94La0.04 ((Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04)O3（La4%PHT96/4）断面扫描电镜图。
图2：热等静压与无压烧结法制备的Pb0.94La0.04 (Hf0.900.96Ti0.04)O3 La4%PHT96/4的电滞回线。
图3：本发明制备的Pb0.94La0.04 ((Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04)O3（La4%PHT96/4）的电滞回线图。
图4：本发明制备的Pb0.94La0.04[(Hf0.80Sn0.20)0.96Ti0.04]O3（La4%PHST90/10/4）的电滞回线图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料Pb0.94La0.04 ((Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04)O3的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）一次球磨：
根据Pb0.94La0.04 ((Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04)O3的各组分比例关系，称取Pb3O4、 HfO2、TiO2、La2O3和SnO2，在100℃下保温24h，再加入Pb3O4质量的2%的Pb3O4，将所有原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1.2:1混合进行球磨，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至130rpm球磨2h；
（2）预烧处理：
将球磨后的浆料在60~80℃下烘干，烘干过程中伴随搅拌，取出锆球得混合粉料，将混合粉料预压成直径为45mm，厚度为15mm的圆柱块体，2℃/min内升温至820℃，并保温2h；
（3）二次球磨：
将预烧后的块体粉碎后，加入其质量的10% 的PVA溶液，将转速升至300rpm球磨2h，然后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至130rpm球磨2h，造粒后过60目筛， PVA溶液的浓度为5wt%；
（4）排粘处理：
将二次球磨处理后的粉料在180MPa·m-2下压制成20mm×20mm×10mm的长方体生坯，在1h内升温至120℃，保温30min，再在5h内升温至600℃，保温2h，然后自然冷却；
（5）热等静压：
将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1150℃，保温2.5h，然后自然降温。
本实施例制备的Pb0.94La0.04 ((Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04)O3陶瓷材料极化强度为32μC·cm-2，储能密度达到5.09 J·cm-3，材料密度为10.18g·cm-3。
用扫描电镜观察传统法制备和热等静压法制备的La4%PHST90/10/4陶瓷样品断面，如图1所示：热等静压法制备的La4%PHST90/10/4陶瓷样品断面穿晶断裂所占比例较大，而传统法制备的La4%PHST90/10/4陶瓷样品沿晶断裂占比较大，热等静压法制备的样品晶间结合更紧密，整个组织结构更致密，晶粒棱角清晰，整个晶粒形状饱满，晶间紧密结合，而传统法制备的样品的晶粒边缘棱角模糊，晶间结合不是很紧密，可以看到孔状间隙。热等静压制得的样品组织致密均匀，提高了陶瓷的击穿强度。
通过在铪钛酸铅中掺杂特定比例的镧和锡，以独特的球磨处理，结合热等静压制备对陶瓷性能产生的影响，使得晶粒间结合紧密，组织致密均匀，提高了陶瓷的击穿强度，而最大极化强度的减小和相变电场强度的增大和电畴的运动有着密切的关系，畴的运动与组织形貌的联系中有畴的大小与晶粒大小的关系以及畴壁运动与晶界间的相互作用，这其中的机制较为复杂，需要进一步的观察和研究才能明确。
实施例2
一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料Pb0.94La0.04[(Hf0.80Sn0.20)0.96Ti0.04]O3的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）一次球磨：
根据Pb0.94La0.04[(Hf0.80Sn0.20)0.96Ti0.04]O3的各组分比例关系，称取Pb3O4、 HfO2 、TiO2、La2O3和SnO2，在100℃下保温24h，再加入Pb3O4质量的2%的Pb3O4，将所有原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1: 1.2混合进行球磨，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至120rpm球磨2h；
（2）预烧处理：
将球磨后的浆料在60~80℃下烘干，烘干过程中伴随搅拌，取出锆球得混合粉料，将混合粉料预压成直径为45mm，厚度为15mm的圆柱块体， 2.5℃/min内升温至850℃，并保温2h；
（3）二次球磨：
将预烧后的块体粉碎后，加入其质量的10% 的PVA溶液，将转速升至300rpm球磨2h，然后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至120rpm球磨2h，造粒后过60目筛， PVA溶液的浓度为5wt%；
（4）排粘处理：
将二次球磨处理后的粉料在200MPa·m-2下压制成Φ12mm×10mm的圆柱体生坯，在1h内升温至120℃，保温40min，再在5h内升温至600℃，保温2h，然后自然冷却；
（5）热等静压：
将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温。
本实施例制备的Pb0.94La0.04[(Hf0.80Sn0.20)0.96Ti0.04]O3陶瓷材料极化强度为28μC·cm-2，储能密度达到3.96 J·cm-3，材料密度为10.07g·cm-3。
由图2-图4可知，铪钛酸铅中不同元素的掺杂、掺杂比例对于热等静压的效果存在不同的影响。当只掺杂La（z=0.04）时，热等静压处理相较于传统的无压烧结处理，其击穿场强从191kV·cm-1增大至303 kV·cm-1；共掺杂La（z=0.04）和Sn（y=0.1）时，无压烧结处理的陶瓷材料击穿场强为197kV·cm-1，且随Sn的掺杂量变化对于击穿场强有及其细微的上升，变化影响不大（y=0.2时，为203kV·cm-1），但是采用热等静压处理制备的共掺杂La（z=0.04）和Sn的铪钛酸铅陶瓷材料，击穿场强随着Sn的添加量产生了很大变化，当y=0.2时，击穿场强为252 kV·cm-1，较不掺杂Sn时下降了，而随着y的下降，当y=0.1时，击穿场强达到346kV·cm-1。可见铪钛酸铅中掺杂元素种类、掺杂比例对于热等静压效果产生了极大的影响。
实施例3
一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料Pb0.94La0.04[(Hf0.85Sn0.15)0.96Ti0.04]O3的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）一次球磨：
根据Pb0.94La0.04[(Hf0.90Sn0.10)0.96Ti0.04]O3的各组分比例关系，称取Pb3O4、 HfO2 、TiO2、La2O3和SnO2，在100℃下保温24h，再加入Pb3O4质量的2%的Pb3O4，将所有原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1.4:0.8混合进行球磨，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至150rpm球磨2h；
（2）预烧处理：
将球磨后的浆料在60~80℃下烘干，烘干过程中伴随搅拌，取出锆球得混合粉料，将混合粉料预压成直径为45mm，厚度为15mm的圆柱块体，2℃/min内升温至800℃，并保温2h；
（3）二次球磨：
将预烧后的块体粉碎后，加入其质量的10% 的PVA溶液，将转速升至300rpm球磨2h，然后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至150rpm球磨2h，造粒后过60目筛， PVA溶液的浓度为5wt%；
（4）排粘处理：
将二次球磨处理后的粉料在150MPa·m-2下压制成Φ12mm×10mm的圆柱体生坯，在1h内升温至120℃，保温35min，再在5h内升温至600℃，保温2h，然后自然冷却；
（5）热等静压：
将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120℃，保温2.5h，然后自然降温。

Claims (4)

1.一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于：根据材料的组成，称取原料依次进行一次球磨、预烧处理、二次球磨、排粘、热等静压处理，所述热等静压处理是将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120~1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温，所述铪钛酸铅基陶瓷材料为Pb1-3z/2Laz[(Hf1-ySny)1-xTix]O3，其中0.02≤x≤0.04，0.05≤y≤0.2，0.02≤z≤0.1；所述原料为Pb3O4、HfO2、TiO2、La2O3和SnO2。
2.如权利要求1所述的一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于：所述一次球磨是将称重的原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1~1.4:0.8~1.2混合，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至120~150rpm球磨2h。
3.如权利要求1所述的一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于：所述二次球磨是在预烧后的块体粉碎后，加入5wt%PVA，将转速升至300rpm球磨2h，最后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至120~150rpm球磨2h，PVA的加入量是分体质量的10~12%。
4.一种基于热等静压法制备铪钛酸铅基陶瓷材料的方法，其特征在于，按如下步骤进行：
（1）一次球磨：
根据Pb1-3z/2Laz[(Hf1-ySny)1-xTix]O3的各组分比例关系，称取Pb3O4、 HfO2 、TiO2、La2O3和SnO2，在100℃下保温24h，再加入Pb3O4质量的2%的Pb3O4，将所有原料、锆球和无水乙醇按照质量比为1:1~1.4:0.8~1.2混合进行球磨，将转速升至300rpm球磨3h，最后将转速降至120~150rpm球磨2h；
（2）预烧处理：
将球磨后的浆料在60~80℃下烘干，烘干过程中伴随搅拌，取出锆球得混合粉料，将混合粉料预压成圆柱块体，在800~850℃下保温2h；
（3）二次球磨：
将预烧后的块体粉碎后，加入其质量的10% 的PVA溶液，将转速升至300rpm球磨2h，然后将转速降至200rpm球磨1h，最后降至120~150rpm球磨2h，造粒后过60目筛， PVA溶液的浓度为5wt%；
（4）排粘处理：
将二次球磨处理后的粉料在150~200MPa·m-2下压制成20mm×20mm×10mm的长方体或Φ12mm×10mm的圆柱体生坯，在1h内升温至120℃，保温30~40min，再在5h内升温至600℃，保温2h，然后自然冷却；
（5）热等静压：
将排粘后的坯体用塑胶套包装，在100MPa下升温至1120~1180℃，保温2~2.5h，然后自然降温。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929475A (zh) * 2021-11-03 2022-01-14 中科听海(苏州)电子科技有限责任公司 一种基于热等静压工艺制备压电陶瓷的方法
CN115872735A (zh) * 2022-11-18 2023-03-31 广东工业大学 一种锆锡铪酸镧铅陶瓷及其制备方法和储能应用

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019915A (en) * 1973-10-19 1977-04-26 Hitachi, Ltd. Method of producing optically transparent ceramics
US4990324A (en) * 1986-12-17 1991-02-05 Nippondenso Co., Ltd. Method for producing two-component or three-component lead zirconate-titanate
JP2003238232A (ja) * 2002-02-07 2003-08-27 Asahi Kasei Corp 熱膨張制御材料及びその製造方法
CN1688004A (zh) * 2005-04-18 2005-10-26 西安交通大学 介电非线性电容器陶瓷材料及其制作工艺
JP2010180073A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Tdk Corp 圧電磁器組成物及び発振子
US7781358B2 (en) * 2008-02-15 2010-08-24 Trs Technologies, Inc. Antiferroelectric multilayer ceramic capacitor
CN104692799A (zh) * 2015-03-12 2015-06-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高储能密度锆钛锡酸铅反铁电陶瓷及其制备方法
CN106187181A (zh) * 2016-07-21 2016-12-07 同济大学 一种基于轧膜工艺的pzt基反铁电材料及其制备方法
CN108751990A (zh) * 2018-06-29 2018-11-06 广东工业大学 一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用
CN110204336A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 上海御光新材料科技股份有限公司 一种硫氧化钆粉体和闪晶陶瓷的制备方法
CN110467457A (zh) * 2019-08-14 2019-11-19 同济大学 一种基于轧膜工艺的铪酸铅基反铁电材料及其制备与应用
CN111548154A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 内蒙古科技大学 高储能密度低钛锆酸铅基反铁电陶瓷及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019915A (en) * 1973-10-19 1977-04-26 Hitachi, Ltd. Method of producing optically transparent ceramics
US4990324A (en) * 1986-12-17 1991-02-05 Nippondenso Co., Ltd. Method for producing two-component or three-component lead zirconate-titanate
JP2003238232A (ja) * 2002-02-07 2003-08-27 Asahi Kasei Corp 熱膨張制御材料及びその製造方法
CN1688004A (zh) * 2005-04-18 2005-10-26 西安交通大学 介电非线性电容器陶瓷材料及其制作工艺
US7781358B2 (en) * 2008-02-15 2010-08-24 Trs Technologies, Inc. Antiferroelectric multilayer ceramic capacitor
JP2010180073A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Tdk Corp 圧電磁器組成物及び発振子
CN104692799A (zh) * 2015-03-12 2015-06-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种高储能密度锆钛锡酸铅反铁电陶瓷及其制备方法
CN106187181A (zh) * 2016-07-21 2016-12-07 同济大学 一种基于轧膜工艺的pzt基反铁电材料及其制备方法
CN108751990A (zh) * 2018-06-29 2018-11-06 广东工业大学 一种锆钛酸铅镧陶瓷及其制备方法与应用
CN110204336A (zh) * 2019-06-04 2019-09-06 上海御光新材料科技股份有限公司 一种硫氧化钆粉体和闪晶陶瓷的制备方法
CN110467457A (zh) * 2019-08-14 2019-11-19 同济大学 一种基于轧膜工艺的铪酸铅基反铁电材料及其制备与应用
CN111548154A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 内蒙古科技大学 高储能密度低钛锆酸铅基反铁电陶瓷及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BAOYAN FAN等: "Effect of process on the microstructure and strain performance of the (Pb,La)(Zr,Sn,Ti)O3 antiferroelectric ceramics", 《FERROELECTRICS》, vol. 488, no. 1, 23 December 2015 (2015-12-23), pages 130 - 139 *
HEREMANS C ET AL.: "Field-induced antiferroelectric–ferroelectric phase transitions in the Pb0.98La0.02(Zr0.70Hf0.30)1−xTixO3 system", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》, vol. 87, no. 3, 31 December 2000 (2000-12-31), pages 1458 - 1466, XP012049437, DOI: 10.1063/1.372035 *
王迎军主编: "《新型材料科学与技术 无机材料卷 上》", 30 October 2016, 华南理工大学出版社, pages: 121 - 122 *
田野等: "钙钛矿反铁电氧化物的研究进展", 《物理学进展》, vol. 37, no. 5, 31 October 2017 (2017-10-31), pages 164 - 165 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113929475A (zh) * 2021-11-03 2022-01-14 中科听海(苏州)电子科技有限责任公司 一种基于热等静压工艺制备压电陶瓷的方法
CN115872735A (zh) * 2022-11-18 2023-03-31 广东工业大学 一种锆锡铪酸镧铅陶瓷及其制备方法和储能应用
CN115872735B (zh) * 2022-11-18 2024-01-16 广东工业大学 一种锆锡铪酸镧铅陶瓷及其制备方法和储能应用

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