具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷及制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高储能密度和高功率密度的铁酸铋钛酸钡基陶瓷及其制备方法，采用0.67BiFeO3‑0.33BaTiO3体系铁电材料为基础，将铋层状材料BaBi2Nb2O9按照一定摩尔比掺入到铁酸铋钛酸钡基陶瓷中，采用固相合成方法，制备得到一种新型的具有高储能密度和高功率密度的储能陶瓷材料，该陶瓷材料的化学组成是(1‑x)(0.67BiFeO3‑0.33BaTiO3)‑xBaBi2Nb2O9，其中0.02≤x≤0.1。本发明获得的储能陶瓷材料，主要性能参数可利用储能密度Wrec＝3.09J/cm3，储能效率η＝85.6％，在100kV/cm电场下，功率密度PD＝27.2MW/cm3，电流密度可达543.95A/cm2。此外制备工艺稳定可靠，生产成本低，易于实现工业化生产，同时符合当前无铅环保的要求。能够广泛应用于高功率微波式武器，激光武器，电磁发射器，混合动力汽车的脉冲功率体系中。