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  • 一种高储能性的稀土掺杂钨青铜结构陶瓷材料及制备方法
一种高储能性的稀土掺杂钨青铜结构陶瓷材料及制备方法 授权有效中;
  • 专利(申请)号: CN202210447959.4
  • 专利类型: 发明;
  • 主分类: C化学、冶金;
  • 产业领域: 制造;材料
  • 专利来源: 高校;
  • 申请日: 2022-04-24
  • 原始申请人: 西安理工大学
  • 当前专利权人: 西安理工大学
  • 交易方式: 转让; 许可;
  • 其他交易方式:
  • 参考价格(元): ¥面议
  • 联系方式: 李老师13998447730

代理方:西安远诺技术转移有限公司-薛老师15249297273

摘要

【 中文摘要 】本发明公开了一种高储能性的稀土掺杂钨青铜结构陶瓷材料,其结构式为(Sr0.53‑0.15xBa0.47Gdx)1‑yREyNb2O6,x的取值为0~0.1,y的取值为0.01~0.08。本发明还公开了其制备方法,将BaCO3、SrCO3、Gd2O3、RE2O3、Nb2O5混合球磨,干燥,预烧,将预烧粉经造粒、压片、排胶后烧结,即可。通过A位稀土掺杂陶瓷体系抑制了钨青铜结构陶瓷非等轴晶粒的异常长大,形成了致密的铁电储能材料,增加了弛豫特性,减少了电场下的能量耗散,另外,该陶瓷组成中不涉及高温烧结过程中易于挥发的Bi、Na、K等元素,易于器件的集成化,对设备、人力和场地要求低。

【 英文摘要 】The invention discloses a rare earth doped tungsten bronze structural ceramic material with high energy storage property. The structural formula of the rare earth doped tungsten bronze structural ceramic material is (Sr0.53-0.15 xBa0. 47Gdx) 1-yREyNb2O6, wherein x is 0-0.1, and y is 0.01-0.08. The invention also discloses a preparation method of the composite material. The preparation method comprises the following steps of : mixing BaCO3, SrCO3, Gd2O3, RE2O3 and Nb2O5, ball-milling, drying, pre-sintering, granulating the pre-sintered powder, tabletting, removing glue and sintering to obtain the composite material. The A-site rare earth doped ceramic system can inhibit the abnormal growth of non-equiaxed crystal grains of tungsten bronze structure ceramic, A compact ferroelectric energy storage material is formed, the relaxation characteristic is improved, and the energy dissipation under an electric field is reduced; in addition, elements such as Bi, Na, K and the like which are easy to volatilize in the high-temperature sintering process are not involved in the ceramic composition, so that the integration of devices is facilitated, and the requirements on equipment, manpower and sites are low.

技术摘要(来自于incoPat)

【 用途 】

元器件其它元器件储能器件
光学工程光学元器件发光
材料制品其它材料稀土掺杂钨青铜结构陶瓷材料
电力动力其它电力动力类光电

【 技术功效 】

技术功效句减少了电场下的能量耗散; 有望实现工业化生产; 该陶瓷组成中不涉及高温烧结过程中易于挥发的Bi、Na、K等元素; 操作简单
技术功效短语减少耗散; 实现工业化生产; 不涉及元素; 操作简单
技术功效1级耗散; 工业化; 元素; 复杂性
技术功效2级耗散降低; 工业化; 元素避免; 复杂性降低
技术功效3级耗散降低; 实现生产工业化; 元素避免; 操作复杂性降低
技术功效TRIZ参数36-系统的复杂性;

分类号

【技术分类】

主分类号

C04B35/495;

  • C 化学;冶金

  • C04

    水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕

  • C04B

    石灰;氧化镁;矿渣;水泥;其组合物,例如:砂浆、混凝土或类似的建筑材料;人造石;陶瓷(微晶玻璃陶瓷入C03C10/00);耐火材料(难熔金属的合金入C22C);天然石的处理〔4〕

  • C04B35/00

    以成分为特征的陶瓷成型制品;陶瓷组合物(含有不用作宏观增强剂的,粘接在碳化物、金刚石、氧化物、硼化物、氮化物、硅化物上的游离金属,例如陶瓷或其他金属化合物,例如氧氮化合物或硫化物的入C22C);准备制造陶瓷制品的无机化合物的加工粉末〔4〕

  • *C04B35/01

    以氧化物为基料的[2006.01]

  • **C04B35/495

    以氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化钼或氧化钨或与其他氧化物(例如钒酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钼酸盐或钨酸盐)的固溶体为基料的[2006.01]

IPC分类号
CPC分类号C04B35/495; C04B35/622; C04B35/6261; C04B35/64; C04B2235/3213; C04B2235/3215; C04B2235/3224; C04B2235/3227; C04B2235/3229; C04B2235/96;

【行业分类】

国民经济行业分类

制造业

国民经济行业(主)

制造业

新兴产业分类

先进无机非金属材料

新兴产业(主)

先进无机非金属材料

知识密集型分类

新装备制造业新材料制造业

学科分类

工程物理科学

清洁能源产业

核电产业风能产业太阳能产业生物质能产业水力发电产业智能电网产业其他清洁能源产业

清洁生产产业

清洁生产原料制造业

数字经济核心产业

数字产品制造业

专利历程

  • 2022-04-24

    申请日

    CN202210447959.4(当前专利)

    申请号

  • 2022-07-08

    首次公开日

    CN114716248A

    首次公开号

  • 2023-08-15

    授权公告日

    CN114716248B(当前专利)

    授权公告号

  • 2042-04-24

    预估到期日

    计算因素

代理机构西安弘理专利事务所 61214
代理人刘娜
申请语言汉语
审查员汪强虹

权利要求

1.一种高储能性的稀土掺杂钨青铜结构陶瓷材料的制备方法,特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1,按照(Sr0.485Ba0.47Gd0.03)0.98La0.02Nb2O6的化学计量分别称取纯度为99.00%的SrCO3 2.4350g、纯度为99.00%的BaCO3 3.1291g、纯度为99.90%的Nb2O5 9.1409g、纯度为99.99%的La2O3 0.1119g、纯度为99.99%的Gd2O3 0.1831g,装入尼龙罐中,以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质,用球磨机400转/分钟球磨16小时,置于干燥箱内在80℃下干燥15小时,用研钵研磨30分钟,过80目筛,得到原料混合物;
步骤2,将原料混合物置于氧化铝坩埚内,用玛瑙棒压实,使其压实密度为1.5g/cm3,加盖,置于电阻炉内,以3℃/分钟的升温速率升温至1100℃预烧4小时,自然冷却至室温,出炉,用研钵研磨10分钟,过120目筛,得到预烧粉;
步骤3,向预烧粉中加入质量分数为5%的聚乙烯醇水溶液,造粒,过100目筛,制成球状粉粒,将球状粉粒放入直径为15mm的不锈钢模具内,用冷等静压在200MPa的压力下将其压制成厚度为1.5mm的圆柱状坯件,将圆柱状坯件放在氧化锆平板上,将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中,先以1℃/分钟的升温速率升温至500℃,保温2小时排胶,冷却至室温,再以5℃/分钟的升温速率升温至1000℃,再以3℃/分钟的升温速率升温至1330℃,烧结2小时,随炉自然冷却至室温,得到Gd‑La共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料。

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