CN115340375B - 一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种宽温谱钛酸铋钠‑钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用，属于高温领域宽温谱温度稳定性多功能电介质陶瓷材料技术领域。本发明通过引入SrNb2O6，利用带隙和缺陷作用，调控钛酸铋钠‑钛酸钡固溶体的温度稳定性。由于钨青铜晶体结构与钙钛矿晶体结构的差别，Sr2+离子与Nb5+离子与钙钛矿铁电陶瓷系统的A位和B位离子价态，离子半径不同，易于干扰钛酸铋钠‑钛酸钡基体的铁电长程有序，影响极性纳米微区之间的耦合，使引入的缺陷偶极子有效抑制粒子尺寸，从而调控温度稳定区间；SrNb2O6本身较低的铁定‑顺电相变温度，有效降低NBT‑BT的退极化温度，进一步提高体系温场稳定区间。

Description

一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高温领域宽温谱温度稳定性多功能电介质陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着全球多功能电子元器件市场的快速发展，作为无源器件的铁电陶瓷广泛地应用在医疗设备、能源化工、汽车电子、航空航天、石油勘探工业领域，尤其应用于航空航天、能源和军事等领域，压电振动传感器用于检测发动机和核反应堆等装备的实时振动信号，保障装备的正常运转，其服役条件严苛，工作环境温度高。然而，目前商用的电容元件的使用温度上限不高于200℃，这限制了高温电子电路技术的发展。因此，研究适用于高温领域的宽温度稳定性功能材料尤为迫切。
钛酸铋钠-钛酸钡基陶瓷因优异的介电、铁电和压电性能而成为最具潜力的无铅铁电压电功能介质材料，现有技术中公开了通过Sr置换显著影响[(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06]1- xSrxTiO3(x＝0,0.025,0.05,0.1,0.15,0.20.25,0.3)陶瓷的晶体结构、介电、铁电和场致应变性能，该材料的温度稳定性低，使用范围小。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用。本发明提供的材料温度稳定性高，使用范围大。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料，化学通式为：(0.94-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb2O6-0.06BaTiO3，其中0<x≤0.09。
优选地，0.01≤x≤0.07。
优选地，0.03≤x≤0.05。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，包括以下步骤：
将Bi0.5Na0.5TiO3、SrNb2O6和BaTiO3混合，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，包括以下步骤：
将无水碳酸钠、氧化铋、碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌和二氧化钛混合，得到混合物；
将所述混合物进行第一湿法球磨，得到第一球磨料；
将所述第一球磨料依次进行预烧和第二湿法球磨，得到第二球磨料；
将所述第二球磨料和聚乙烯醇混合依次进行造粒、压制成型和煅烧，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
优选地，所述预烧在空气中进行，所述预烧的温度为800～950℃，时间为2～5h。
优选地，所述煅烧的过程为：以2～5℃/min的升温速率升温至550～650℃，保温2～4小时后，以5～10℃/min升温至1100～1300℃，保温2～4小时，再以5～10℃/min的速率随炉冷却。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料或上述技术方案所述制备方法制得的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料在电容器领域中的应用。
优选地，所述应用包括以下步骤：
在陶瓷片的表面形成电极，所述陶瓷片为所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
优选地，所述形成电极的过程包括：在所述陶瓷片的表面涂覆导电浆料后进行烧渗，所述烧渗的温度为600～650℃，时间为0.5～1h。
本发明提供了一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料，化学通式为：(0.94-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb2O6-0.06BaTiO3，其中0<x≤0.09。
本发明通过引入具有-50～700℃的介电宽温谱特性、复杂的晶体结构和丰富的铁电相变及介电弛豫特性的钨青铜型结构SrNb2O6，禁带宽度达到3.9eV，利用带隙和缺陷作用，调控钛酸铋钠-钛酸钡固溶体的温度稳定性。一方面由于钨青铜晶体结构与钙钛矿晶体结构的差别，Sr2+离子与Nb5+离子与Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3(NBT-BT)钙钛矿铁电陶瓷系统的A位和B位离子价态，离子半径不同，使得铁电陶瓷系统的无序度增加，易于干扰钛酸铋钠-钛酸钡基体的铁电长程有序，影响极性纳米微区之间的耦合，使引入的缺陷偶极子可以有效的抑制粒子尺寸，从而调控温度稳定区间；另一方面由于SrNb2O6本身较低的铁定-顺电相变温度，可以有效的降低NBT-BT的退极化温度，进一步提高体系温场稳定区间。实施例的数据表明，本发明提供的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料介电常数在49～394℃内变化率为±15％。
且，钨青铜型结构SrNb2O6通过宽带隙调控，将Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3(NBT-BT)的带隙间隔调大，进而提高宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的击穿电场强度。
本发明还提供了上述技术方案所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，本发明的制备方法简单，成本低，无污染，具有较强的应用性。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料或上述技术方案所述制备方法制得的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料在电容器领域中的应用。
附图说明
图1为x＝0.03陶瓷样品的X射线衍射图谱；
图2为x＝0.03陶瓷样品的微观形貌图；
图3为x＝0.03陶瓷样品的介电温谱图；
图4为x＝0.03陶瓷样品的介电温度稳定性图谱；
图5为x＝0.03陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图；
图6为x＝0.01陶瓷样品的X射线衍射图谱；
图7为x＝0.01陶瓷样品的微观形貌图；
图8为x＝0.01陶瓷样品的介电温谱图；
图9为x＝0.01陶瓷样品的介电温度稳定性图谱；
图10为x＝0.01陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图；
图11为x＝0.05陶瓷样品的X射线衍射图谱；
图12为x＝0.05陶瓷样品的微观形貌图；
图13为x＝0.05陶瓷样品的介电温谱图；
图14为x＝0.05陶瓷样品的介电温度稳定性图谱；
图15为x＝0.05陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图；
图16为x＝0.07陶瓷样品的X射线衍射图谱；
图17为x＝0.07陶瓷样品的微观形貌图；
图18为x＝0.07陶瓷样品的介电温谱图；
图19为x＝0.07陶瓷样品的介电温度稳定性图谱；
图20为x＝0.07陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图；
图21为x＝0.09陶瓷样品的X射线衍射图谱；
图22为x＝0.09陶瓷样品的微观形貌图；
图23为x＝0.09陶瓷样品的介电温谱图；
图24为x＝0.09陶瓷样品的介电温度稳定性图谱；
图25为x＝0.09陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图；
图26为不同掺杂量(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)陶瓷介电温谱变化图，0.01≤x≤0.09；
图27为传统固相烧结法制备的(Na0.47Bi0.47Ba0.06)1-xSrxTiO3陶瓷(0≤x≤0.08)的介电温谱图，其中(a)～(f)中x为分别0、0.01、0.02、0.03、0.05和0.08，插图是依据居里外斯定律拟合的弛豫度曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料，化学通式为：(0.94-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb2O6-0.06BaTiO3，简写为[(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1- xNb2xO3(1+x)]，其中0<x≤0.09。
在本发明中，优选0.01≤x≤0.07，更优选0.03≤x≤0.05，x表示摩尔分数。
在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品，本发明对所述原料的用量没有特殊的限定，能够满足所述化学通式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，包括以下步骤：
将Bi0.5Na0.5TiO3、SrNb2O6和BaTiO3混合，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，包括以下步骤：
将无水碳酸钠、氧化铋、碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌和二氧化钛混合，得到混合物；
将所述混合物进行第一湿法球磨，得到第一球磨料；
将所述第一球磨料依次进行预烧和第二湿法球磨，得到第二球磨料；
将所述第二球磨料和聚乙烯醇混合依次进行造粒、压制成型和煅烧，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
本发明将无水碳酸钠、氧化铋、碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌和二氧化钛混合，得到混合物。
本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述无水碳酸钠、氧化铋、碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌和二氧化钛在使用前均优选干燥，所述干燥优选为烘干，所述烘干的温度优选为900℃，时间独立地优选为3～5小时。
得到混合物后，本发明将所述混合物进行第一湿法球磨，得到第一球磨料。
在本发明中，所述第一球磨料的粒径优选为0.2～0.5μm。
在本发明中，所述第一湿法球磨的溶剂优选为乙醇，研磨介质优选为氧化锆球，所述氧化锆球优选包括粒径为2mm和4mm的氧化锆小球，所述粒径为2mm和4mm的氧化锆小球的质量比优选为1:1。
在本发明中，所述第一湿法球磨优选在媒质行星球磨机中进行，时间优选为6～8小时。
在本发明中，所述混合物、氧化锆球和乙醇的质量比优选为1:(2～2.5):(1～2)，更优选为1:2:1。
在本发明中，所述第一湿法球磨完成后，优选还包括烘干，所述烘干的温度优选为80℃，时间优选为8～12小时。
得到第一球磨料后，本发明将所述第一球磨料依次进行预烧和第二湿法球磨，得到第二球磨料。
在本发明中，所述预烧优选在空气中进行，所述预烧的温度优选为800～950℃，时间优选为2～5h。在本发明中，所述预烧的过程中形成(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1- xNb2xO3(1+x)(0<x<0.09)微晶相结构，发生的化学反应如式(1)所示：
Figure BDA0003844404620000061
在本发明中，所述第二湿法球磨的参数与所述第一湿法球磨的参数一致，在此不再赘述。
得到第二球磨料后，本发明将所述第二球磨料和聚乙烯醇(PVA)混合依次进行造粒、压制成型和煅烧，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
在本发明中，所述聚乙烯醇的质量优选为第二球磨料的4％～9％。
本发明对所述造粒的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述压制成型的压力优选为18～22MPa，更优选为20MPa。
在本发明中，所述煅烧的过程优选为：以2～5℃/min的升温速率升温至550～650℃，保温2～4小时后，以5～10℃/min升温至1100～1300℃，保温2～4小时，再以5～10℃/min的速率随炉冷却，更优选为以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，再以5℃/min的速率随炉冷却。
本发明还提供了上述技术方案所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料或上述技术方案所述制备方法制得的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料在电容器领域中的应用。
在本发明中，所述应用优选包括以下步骤：
在陶瓷片的表面形成电极，所述陶瓷片为所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
在本发明中，所述形成电极优选为磁控溅射、手动刷电极或丝网印刷。
在本发明中，所述形成电极的过程优选包括：在所述陶瓷片的表面涂覆导电浆料后进行烧渗。
在本发明中，所述导电浆料优选为银浆、铂金浆料或银钯合金浆料，本发明对所述导电浆料的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，所述导电浆料的涂覆厚度优选为300～500nm。
在本发明中，所述涂覆优选为双面涂覆。
在本发明中，所述烧渗的温度优选为600～650℃，时间优选为0.5～1h。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
在本发明的具体实施例1～5中，介电温谱图是在100kHz下测试得到的。
实施例1
本实施例制备成分为：
(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)，其中x＝0.03。
制备方法包括以下步骤：
(1)将分析纯的无水碳酸钠，氧化铋，碳酸钡，五氧化二铌，碳酸锶和二氧化钛在100℃烘干处理8小时后，按化学通式中的化学计量比称取上述各原料后混合并放入球磨罐；
(2)将步骤(1)所得的混合物在乙醇中以氧化锆球为媒质行星球磨8小时，粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，然后将混合磨料取出，80℃保温8小时烘干；
(3)将步骤(2)所得烘干的混合物过筛，粉料在850℃空气中预烧3小时后，二次球磨过筛，混合粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，浆料取出，80℃保温12小时烘干；
(4)将步骤(3)所得的预烧的烘干粉体过筛，加入质量分数为烘干粉体的5％的聚乙烯醇造粒；
(5)将造粒后的粉体在20MPa的压力下压制成型；
(6)将步骤(5)所得的素胚放入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，之后以5℃/min的速率随炉冷却，得到陶瓷片；
(7)将步骤(6)所得的陶瓷片，上下表面刷高温银浆，在600℃下保温1小时，烧渗银电极，即得成品。
图1为x＝0.03陶瓷样品的X射线衍射图谱，图2为x＝0.03陶瓷样品的微观形貌图，图3为x＝0.03陶瓷样品的介电温谱图，图4为x＝0.03陶瓷样品的介电温度稳定性图谱，图5为x＝0.03陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图。
实施例2
本实施例制备成分为：
(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)，其中x＝0.01。
制备方法包括以下步骤：
(1)将分析纯的无水碳酸钠，氧化铋，碳酸钡，五氧化二铌，碳酸锶和二氧化钛在100℃烘干处理8小时后，按化学通式中的化学计量比称取上述各原料后混合并放入球磨罐；
(2)将步骤(1)所得的混合物在乙醇中以氧化锆球为媒质行星球磨8小时，粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，然后将混合磨料取出，80℃保温8小时烘干；
(3)将步骤(2)所得烘干的混合物过筛，粉料在850℃空气中预烧3小时后，二次球磨过筛，混合粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，浆料取出，80℃保温12小时烘干；
(4)将步骤(3)所得的预烧的烘干粉体过筛，加入质量分数为烘干粉体的5％的聚乙烯醇造粒；
(5)将造粒后的粉体在20MPa的压力下压制成型；
(6)将步骤(5)所得的素胚放入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，之后以5℃/min的速率随炉冷却，得到陶瓷片；
(7)将步骤(6)所得的陶瓷片，上下表面刷高温银浆，在600℃下保温1小时，烧渗银电极，即得成品。
图6为x＝0.01陶瓷样品的X射线衍射图谱，图7为x＝0.01陶瓷样品的微观形貌图，图8为x＝0.01陶瓷样品的介电温谱图，图9为x＝0.01陶瓷样品的介电温度稳定性图谱，图10为x＝0.01陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图。
实施例3
本实施例制备成分为：
(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)，其中x＝0.05。
制备方法包括以下步骤：
(1)将分析纯的无水碳酸钠，氧化铋，碳酸钡，五氧化二铌，碳酸锶和二氧化钛在100℃烘干处理8小时后，按化学通式中的化学计量比称取上述各原料后混合并放入球磨罐；
(2)将步骤(1)所得的混合物在乙醇中以氧化锆球为媒质行星球磨8小时，粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，然后将混合磨料取出，80℃保温8小时烘干；
(3)将步骤(2)所得烘干的混合物过筛，粉料在850℃空气中预烧3小时后，二次球磨过筛，混合粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，浆料取出，80℃保温12小时烘干；
(4)将步骤(3)所得的预烧的烘干粉体过筛，加入质量分数为烘干粉体的5％的聚乙烯醇造粒；
(5)将造粒后的粉体在20MPa的压力下压制成型；
(6)将步骤(5)所得的素胚放入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，之后以5℃/min的速率随炉冷却，得到陶瓷片；
(7)将步骤(6)所得的陶瓷片，上下表面刷高温银浆，在600℃下保温1小时，烧渗银电极，即得成品。
图11为x＝0.05陶瓷样品的X射线衍射图谱，图12为x＝0.05陶瓷样品的微观形貌图，图13为x＝0.05陶瓷样品的介电温谱图，图14为x＝0.05陶瓷样品的介电温度稳定性图谱，图15为x＝0.05陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图。
实施例4
本实施例制备成分为：
(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)，其中x＝0.07。
制备方法包括以下步骤：
(1)将分析纯的无水碳酸钠，氧化铋，碳酸钡，五氧化二铌，碳酸锶和二氧化钛在100℃烘干处理8小时后，按化学通式中的化学计量比称取上述各原料后混合并放入球磨罐；
(2)将步骤(1)所得的混合物在乙醇中以氧化锆球为媒质行星球磨8小时，粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，然后将混合磨料取出，80℃保温8小时烘干；
(3)将步骤(2)所得烘干的混合物过筛，粉料在850℃空气中预烧3小时后，二次球磨过筛，混合粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，浆料取出，80℃保温12小时烘干；
(4)将步骤(3)所得的预烧的烘干粉体过筛，加入质量分数为烘干粉体的5％的聚乙烯醇造粒；
(5)将造粒后的粉体在20MPa的压力下压制成型；
(6)将步骤(5)所得的素胚放入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，之后以5℃/min的速率随炉冷却，得到陶瓷片；
(7)将步骤(6)所得的陶瓷片，上下表面刷高温银浆，在600℃下保温1小时，烧渗银电极，即得成品。
图16为x＝0.07陶瓷样品的X射线衍射图谱，图17为x＝0.07陶瓷样品的微观形貌图，图18为x＝0.07陶瓷样品的介电温谱图，图19为x＝0.07陶瓷样品的介电温度稳定性图谱，图20为x＝0.07陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图。
实施例5
本实施例制备成分为：
(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)，其中x＝0.09。
制备方法包括以下步骤：
(1)将分析纯的无水碳酸钠，氧化铋，碳酸钡，五氧化二铌，碳酸锶和二氧化钛在100℃烘干处理8小时后，按化学通式中的化学计量比称取上述各原料后混合并放入球磨罐；
(2)将步骤(1)所得的混合物在乙醇中以氧化锆球为媒质行星球磨8小时，粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，然后将混合磨料取出，80℃保温8小时烘干；
(3)将步骤(2)所得烘干的混合物过筛，粉料在850℃空气中预烧3小时后，二次球磨过筛，混合粉体、氧化锆球、乙醇质量比1：2：1，浆料取出，80℃保温12小时烘干；
(4)将步骤(3)所得的预烧的烘干粉体过筛，加入质量分数为烘干粉体的5％的聚乙烯醇造粒；
(5)将造粒后的粉体在20MPa的压力下压制成型；
(6)将步骤(5)所得的素胚放入马弗炉中以3℃/min的升温速率升温至600℃，保温3小时后，以5℃/min继续升温至1180℃，保温2.5小时，之后以5℃/min的速率随炉冷却，得到陶瓷片；
(7)将步骤(6)所得的陶瓷片，上下表面刷高温银浆，在600℃下保温1小时，烧渗银电极，即得成品。
图21为x＝0.09陶瓷样品的X射线衍射图谱，图22为x＝0.09陶瓷样品的微观形貌图，图23为x＝0.09陶瓷样品的介电温谱图，图24为x＝0.09陶瓷样品的介电温度稳定性图谱，图25为x＝0.09陶瓷样品的修正居里-外斯拟合示意图。
图26为不同掺杂量(Bi0.5Na0.5)(0.94-x)Ba0.06SrxTi1-xNb2xO3(1+x)陶瓷介电温谱变化图，0.01≤x≤0.09。根据图26可知：随着SrNb2O6掺杂量的增加，体系的Td温度显著的向低温方向移动，介电常数的温度稳定区间增大。
对比例
采用参照Lian H等(Dielectric,ferroelectric,and piezoelectricproperties of (Na0.47Bi0.47Ba0.06)1-xSrxTiO3 lead-free ceramics with differentmean radii of the A-site cations[J].Journal of Materials Science:Materials inElectronics,2019,30(20):18539-18547.)公开的按照传统固相烧结法制备(Na0.47Bi0.47Ba0.06)1-xSrxTiO3陶瓷(0≤x≤0.08)，研究Sr2+掺杂对BNT-BT陶瓷微观结构和电学特性的影响，其中对陶瓷样品的介电温谱检测结果如图27所示，其中(a)～(f)中x为分别0、0.01、0.02、0.03、0.05和0.08，其中插图是依据居里外斯定律拟合的弛豫度曲线，可知，随着Sr2+掺杂量的增加，150℃左右对应的介电峰逐渐增大，280℃左右对应的介电峰有所降低，随着掺杂量的增加，在150～280℃内，介电常数的变化率减小，样品的介电温度稳定性有所改善。通过实施例的图可知，高温介电峰是弥散的，但是峰值是不变的，低温介电峰是色散的，频率越高，介电峰对应的温度略微向高温方向移动；通过实施例与对比例相比，可知，SrNb2O6掺杂可以显著提高体系的温度稳定区间，提升样品的使用范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料，其特征在于，化学通式为：
(0.94-x)Bi0.5Na0.5TiO3-xSrNb2O6-0.06BaTiO3，其中0.03≤x≤0.05。
2.权利要求1所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将无水碳酸钠、氧化铋、碳酸钡、碳酸锶、五氧化二铌和二氧化钛混合，得到混合物；
将所述混合物进行第一湿法球磨，得到第一球磨料；
将所述第一球磨料依次进行预烧和第二湿法球磨，得到第二球磨料；
将所述第二球磨料和聚乙烯醇混合依次进行造粒、压制成型和煅烧，得到所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预烧在空气中进行，所述预烧的温度为800～950℃，时间为2～5 h。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的过程为：以2～5 ℃/min的升温速率升温至550～650℃，保温2～4小时后，以5～10 ℃/min升温至1100～1300℃，保温2～4小时，再以5～10 ℃/min的速率随炉冷却。
5.权利要求1所述的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料或权利要求2～4任一项所述制备方法制得的宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料在电容器领域中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
在陶瓷片的表面形成电极，所述陶瓷片为所述宽温谱钛酸铋钠-钛酸钡基铁电陶瓷电介质材料。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述形成电极的过程包括：在所述陶瓷片的表面涂覆导电浆料后进行烧渗，所述烧渗的温度为600～650℃，时间为0.5～1 h。
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