CN114292104A - 一种脉冲电容器用储能陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种脉冲电容器用储能陶瓷材料及其制备方法，本发明的储能陶瓷材料，包括基料和改性剂，其通过将稀土元素掺入0.7BaTiO3‑0.3Sr0.7Bi0.2TiO3储能陶瓷体系，配合适当的元素改性，以及通过调整原材料合成的配比，实现了高能量密度和高能量效率，同时，其在较宽的温度范围内，具有良好的储能温度稳定性，在整个温度范围内，能量密度变化率小于5.0％，能量效率的变化率小于3.9％，可更好地满足应用需求；本发明提供的制备方法，采用一次合成法，工艺简单，此外，其采用的改性剂均为氧化物或碳酸盐，成本低廉，在二次球磨时加入，不会增加工艺复杂程度，易于控制，绿色环保无污染，可满足大批量生产制造。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别是涉及一种脉冲电容器用储能陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的快速发展以及不可再生能源的不断消耗，能源危机和环境污染问题日益严峻，储能材料正受到极大的关注。而储能材料正是高效储能装置的核心，为满足新兴应用的需求，迫切需要具有优异集成性能、高能量密度和高功率密度的新型环保储能材料。在目前可用的电能存储设备中，介质电容器具有充放电速度快和功率密度高的优点，但能量密度较差，通常比化学储能设备(如电池和电化学电容器)低一个数量级。据报道，介质电容器可以为电力电子和脉冲电源系统贡献超过25％的体积和重量，因此提高电容器能量密度有望降低整个系统的体积和重量。
一般而言，电介质电容器按照其介质种类可分为四种：铁电体、反铁电体、线性介质和弛豫铁电体。在目前开发的电介质电容器中，弛豫铁电体由于其较低的剩余极化、较大的饱和极化以及适中的击穿场强，成为储能应用最有前途的替代品。尤其重要的是，弛豫铁电体材料通常具有高的能量效率(一般可达90％以上)，使其更有利于实际应用。众所周知，要想获得优异的储能性能，储能陶瓷材料需同时具备较高的最大极化Pm，较小的剩余极化Pr和较高的击穿场强(BDS)。而目前的储能陶瓷材料，其性能还不能满足在脉冲电容器中的高性能储能应用需求。
鉴于此，有必要提出一种新的脉冲电容器用储能陶瓷材料，以更好地满足应用需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种脉冲电容器用储能陶瓷材料及其制备方法，本发明将稀土元素掺入0.7BaTiO3-0.3Sr0.7Bi0.2TiO3储能陶瓷体系，并配合适当的元素改性，获得了较高的储能密度和能量效率，同时，在较宽的温度范围内具有良好的储能温度稳定性，可更好地满足应用需求。
本发明采用的技术方案是：
一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，包含质量分数为92-99.5wt％的基料和质量分数为0.5-8wt％的改性剂，所述基料的化学通式为0.7BaTiO3-0.3Sr0.7Bi0.2TiO3-xRe2O3，其中，Re为稀土元素，0.01≤x≤0.15。
优选地，Re为La、Ce、Nd、Sm、Gd、Er和Yb中的至少一种。
优选地，所述改性剂选自MgO、MnO2、ZnO、ZrO2、CuO、Al2O3和SiO2中的至少一种。
优选地，所述改性剂由MgO、MnO2、ZnO、ZrO2、CuO、Al2O3和SiO2组成。
优选地，所述改性剂中各组分占基料的质量分数分别为：MgO为0.01-2wt％；MnO2为0.01-2wt％；ZnO为0.01-1.5wt％；ZrO2为0.01-3wt％；CuO为0.01-1wt％；Al2O3为0.01-2wt％；SiO2为0.01-2wt％。
上述脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，包含如下制备步骤：
S1.将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和稀土氧化物按照重量百分比称量配料，得到混合料；
S2.将混合料、球磨介质和溶剂球磨4-6h，得到浆料，将浆料于80-110℃烘12-24h，然后过40-120目筛网，得到干燥粉体；
S3.将干燥粉体于850-1050℃下预烧保温3-8h，得到预烧粉体；
S4.将预烧粉体和改性剂混合后，球磨4-8h后，加入粘接剂进行造粒，得到造粒粉干；
S5.将造粒粉干压成型，并在1100-1250℃下烧结1-6h后，得到储能陶瓷材料。
优选地，S2中，混合料、球磨介质和溶剂的质量比为1:5:1-3。
优选地，S2中，所述球磨介质为钇稳定锆球；溶剂为去离子水。
优选地，S4中，粘接剂为聚乙烯醇。
优选地，S4中，造粒粉干的尺寸控制在100目。
与现有技术对比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料，通过将稀土元素掺入0.7BaTiO3-0.3Sr0.7Bi0.2TiO3储能陶瓷体系，配合适当的元素改性，以及通过调整原材料合成的配比，实现了高能量密度和高能量效率，同时，本发明提供的储能材料在较宽的温度范围内，具有良好的储能温度稳定性，在整个温度范围内，能量密度变化率小于5.0％，能量效率的变化率小于3.9％，可更好地满足应用需求；
2、本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料，其不含Pb，Cd等挥发性有毒金属，可更好地应用于脉冲电容器中，绿色环保无污染，满足严格的环保标准要求；
3、本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，采用一次合成法，工艺简单，此外，其采用的改性剂均为氧化物或碳酸盐，成本低廉，在二次球磨时加入，不会增加工艺复杂程度，易于控制，使高性能脉冲储能陶瓷电容器的低成本化，以满足大批量生产制造。
附图说明
图1为本发明的实施例1-12的制备流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照实施例对本发明进行更全面的描述，以下给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。实施例中使用到的各类原料，除非另有说明，均为常见市售产品。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例中揭露的数值是近似值，而并非确定值。在误差或者实验条件允许的情况下，可以包括在误差范围内的所有值而不限于本发明实施例中公开的具体数值。
本发明实施例中揭露的数值范围用于表示在混合物中的组分的相对量以及其他方法实施例中列举的温度或者其他参数的范围。
下面为上述储能陶瓷材料的具体制备例：
实施例1
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和La2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.35wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.80g、碳酸锰0.05g、氧化锌0.35g、氧化锆0.40g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.3g、二氧化硅0.5g混合并球磨6小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例2
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和CeO2分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.37wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.80g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.2g、氧化锆0.2g、氧化铜0.1g、三氧化二铝0.3g、二氧化硅0.5g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例3
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和Nd2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.36wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.50g、碳酸锰0.05g、氧化锌0.1g、氧化锆0.3g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.3g、二氧化硅0.5g混合并球磨5小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结4小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例4
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和Sm2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.37wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.50g、碳酸锰0.10g、氧化锌0.30g、氧化锆0.40g、氧化铜0.20g、三氧化二铝0.50g、二氧化硅0.50g混合并球磨6小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例5
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和Gd2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.38wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.50g、碳酸锰0.15g、氧化锌0.40g、氧化锆0.30g、氧化铜0.20g、三氧化二铝0.50g、二氧化硅0.25g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结3小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例6
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和Er2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.39wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁1.00g、碳酸锰0.10g、氧化锌0.20g、氧化锆0.15g、氧化铜0.10g、三氧化二铝1.00g、二氧化硅0.20g混合并球磨5小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结3小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例7
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和Yb2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.40wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.60g、碳酸锰0.10g、氧化锌0.25g、氧化锆0.50g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.25g、二氧化硅0.25g混合并球磨6小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例8
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和CeO2分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.37wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.80g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.20g、氧化锆0.20g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.30g、二氧化硅0.50g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例9
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和La2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.35wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.50g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.20g、氧化锆0.20g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.30g、二氧化硅0.50g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例10
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和La2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.35wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.80g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.20g、氧化锆0.20g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.50g、二氧化硅0.50g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例11
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和La2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.35wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
S4、称取预烧粉体100g，以及氧化镁0.80g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.20g、氧化锆0.20g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.50g、二氧化硅1.00g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
实施例12
本申请实施例提供了一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，所述脉冲电容器用储能陶瓷材料通过如下步骤制备：
S1、将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和La2O3分别按照69.78wt％，13.65wt％，5.98wt％，10.24wt％，0.35wt％的重量百分比进行配料，得到混合料；
S2、将得到的混合料以钇稳定氧化锆球为球磨介质，去离子水为溶剂，按照混合料：球磨介质：溶剂＝1：5：2的重量比研磨6h，球磨后得到的浆料在干燥箱中以80℃烘24h，烘干并过80目筛后得到干燥粉体；
S3、将干燥粉体放置于坩埚中，在900℃下预烧保温4h，得到预烧粉体；
称取预烧粉体100g，以及氧化镁1.00g、、碳酸锰0.10g、氧化锌0.40g、氧化锆0.40g、氧化铜0.10g、三氧化二铝0.50g、二氧化硅0.50g混合并球磨4小时，干燥并过80目筛后得到干燥粉体，将所得的干燥粉体与聚乙烯醇水溶液混合后造粒，造粒尺寸控制在100目；
S5、将粒料放入成型模具中干压成型得到生坯，将生坯置于承烧板上，在1180℃下烧结2小时，得到最终的储能陶瓷材料。
将实施例1-12中制得的储能陶瓷材料进行相关电学性能测试，通过积分电滞回线(P-E)与极化轴之间的面积获得能量密度(Wrec)和能量效率(η)，具体如下：
其中，其中Pr和Pm分别表示剩余极化和最大极化，E为外加电场。
其中的能量密度和能量效率的温度稳定性测试是将样品放置于高低温箱中在指定温度保温15分钟后测试其电滞回线，然后通过式(1)-(3)计算对应温度的能量密度，再根据下式计算其温度稳定性ΔWrec和Δη
其中Wrec-T和ηT表示测试温度下的能量密度和能量效率，Wrec-25和η25表示25℃时的能量密度和能量效率。
上述制备得到储能陶瓷的性能测试结果如表1所示。
表1所示为本发明所列举实施例制备出的储能陶瓷材料的性能参数
参见上述测试结果可知，本申请提供的储能陶瓷材料的制备方法，其制得到储能陶瓷材料，能量密度和能量效率分别至2.9J/cm3和94.1％，且制得的储能陶瓷材料在-55-150℃的温度范围内具有良好的储能温度稳定性，并在整个温度范围内，能量密度变化率小于5.0％，能量效率的变化率小于3.9％。
参见上述测试结果可知，本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料，通过将稀土元素掺入0.7BaTiO3-0.3Sr0.7Bi0.2TiO3储能陶瓷体系，配合适当的元素改性，以及通过调整原材料合成的配比，实现了高能量密度(2.9J/cm3)和高能量效率(94.1％)，同时，本发明提供的储能材料在较宽的温度范围(-55-150℃)内，具有良好的储能温度稳定性，在整个温度范围内，能量密度变化率小于5.0％，能量效率的变化率小于3.9％，可更好地满足应用需求；同时，本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料，其不含Pb，Cd等挥发性有毒金属，可更好地应用于脉冲电容器中，绿色环保无污染，满足严格的环保标准要求，如欧共体出台的RHOS《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》和回收处理管理条例(WEEE)的要求，从而可以更好地符合应用标准。
本发明提供的脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，采用一次合成法，工艺简单，此外，其采用的改性剂均为氧化物或碳酸盐，成本低廉，在二次球磨时加入，不会增加工艺复杂程度，易于控制，使高性能脉冲储能陶瓷电容器的低成本化，以满足大批量生产制造。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，其特征在于，包含质量分数为92-99.5wt％的基料和质量分数为0.5-8wt％的改性剂，所述基料的化学通式为0.7BaTiO3-0.3Sr0.7Bi0.2TiO3-xRe2O3，其中，Re为稀土元素，0.01≤x≤0.15。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，其特征在于，Re为La、Ce、Nd、Sm、Gd、Er和Yb中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，其特征在于，所述改性剂选自MgO、MnO2、ZnO、ZrO2、CuO、Al2O3和SiO2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，其特征在于，所述改性剂由MgO、MnO2、ZnO、ZrO2、CuO、Al2O3和SiO2组成。
5.根据权利要求4所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料，其特征在于，所述改性剂中各组分占基料的质量分数分别为：MgO为0.01-2wt％；MnO2为0.01-2wt％；ZnO为0.01-1.5wt％；ZrO2为0.01-3wt％；CuO为0.01-1wt％；Al2O3为0.01-2wt％；SiO2为0.01-2wt％。
6.权利要求1-5任一项所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包含如下制备步骤：
S1.将BaTiO3、SrCO3、Bi2O3、TiO2和稀土氧化物按照重量百分比称量配料，得到混合料；
S2.将混合料、球磨介质和溶剂球磨4-6h，得到浆料，将浆料于80-110℃烘12-24h，然后过40-120目筛网，得到干燥粉体；
S3.将干燥粉体于850-1050℃下预烧保温3-8h，得到预烧粉体；
S4.将预烧粉体和改性剂混合后，球磨4-8h后，加入粘接剂进行造粒，得到造粒粉干；
S5.将造粒粉干压成型，并在1100-1250℃下烧结1-6h后，得到储能陶瓷材料。
7.根据权利要求6所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，S2中，混合料、球磨介质和溶剂的质量比为1:5:1-3。
8.根据权利要求6所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述球磨介质为钇稳定锆球；溶剂为去离子水。
9.根据权利要求6所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，S4中,粘接剂为聚乙烯醇。
10.根据权利要求6所述的一种脉冲电容器用储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，S4中，造粒粉干的尺寸控制在100目。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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