Gd-Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料及制备方法-挂牌专利-西安知识产权运营服务平台

Gd-Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料及制备方法 授权有效中;

专利(申请)号： CN202210447800.2
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

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代理方：西安远诺技术转移有限公司-薛老师15249297273

专利详情

摘要

【中文摘要】本发明公开了Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料，该铁电储能陶瓷材料的结构式为Sr(0.53‑0.15x)Ba0.47GdxNb2‑yTayO6，其中，x的取值为0.01～0.1，y的取值为0.1～0.5。本发明还公开了其制备方法，具体为：称取BaCO3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Ta2O5，充分混合球磨，干燥后进行预烧，将预烧粉经造粒、压片、排胶后，进行烧结，即可。通过在陶瓷材料中掺杂Gd和Ta，不但获得了高储能密度，且显著提高了其储能效率，并改善了其储能性能的温度稳定性，在140℃下击穿场强可以达到400kV·cm‑1，储能密度达到85％。

【英文摘要】The invention discloses a ferroelectric energy storage ceramic material with a Gd-Ta co-doped tungsten bronze structure. The structural formula of the ferroelectric energy storage ceramic material is Sr (0.53-0.15 x) Ba0. 47GdxNb2-yTayO6, wherein x is 0.01-0.1, and y is 0.1-0.5. The invention also discloses a preparation method of the composite material. The preparation method comprises the following steps of : weighing BaCO3, SrCO3, Gd2O3, Nb2O5 and Ta2O5, fully mixing, ball-milling, drying, pre-sintering, granulating the pre-sintered powder, tabletting, removing glue, and sintering to obtain the composite material. By doping Gd and Ta in the ceramic material, not only high energy storage density is obtained, but also its energy storage efficiency is significantly improved, and the temperature stability of its energy storage performance is improved. The breakdown field strength can reach 400 kV at 140 °C · cm-1, the energy storage density reaches 85%.

技术摘要（来自于incopat）

【用途】

交通运输	机动车辆	混合动力汽车
信息通信	通信方法	微波通信
元器件	其它元器件	储能器件
元器件	电子器件	脉冲功率电子器件
军事武器	其它军事武器类	脉冲动力武器
材料制品	其它材料	钆钽共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料

【技术功效】

技术功效句	不但获得了高储能密度; 且显著提高了其储能效率; 同时储能性能的温度稳定性也显著提高
技术功效短语	获得储能密度; 提高储能效率; 稳定性提高
技术功效1级	密度; 效率; 稳定性
技术功效2级	密度; 效率提高; 稳定性提高
技术功效3级	获得储能密度; 储能效率提高; 稳定性提高
技术功效TRIZ参数	39-生产率;13-稳定性;

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

C04B35/495; C04B35/622; C04B35/638; H01G4/12;

CPC分类号

C04B35/495; C04B35/622; C04B35/638; H01G4/1254; C04B2235/3213; C04B2235/3215; C04B2235/3251; C04B2235/3224; C04B2235/6562; C04B2235/6567;

【行业分类】

国民经济行业分类	制造业 C3515;C4320;C3079;C4330;C3569;C3844;C3849;C3089;C3562;C3563;C3843;C3976;C3979;C4028;C3974;C3975;C3822;C3823;C3989;C3981;C2659;C3983;C3984;C3985;C3546;C3821;C3071;C3072;C3073;C3074;
国民经济行业(主)	制造业 C4320;C3089;C3079;C2659;C3546;C3071;C3072;C3073;C3074;C4330;
新兴产业分类	先进无机非金属材料 3.4;
新兴产业(主)	先进无机非金属材料 3.4;
知识密集型分类	信息通信技术制造业新装备制造业新材料制造业 104; 105; 106; 302; 305; 306; 402; 403;
学科分类	工程物理科学 A010401; A030201; C020101; C050102;
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 1.3.3; 2.1.2; 2.2.3; 3.1.0; 3.2.0; 3.3.3; 4.5.2; 5.2.3; 6.1.0; 6.4.0; 7.2.3;
清洁生产产业	清洁生产原料制造业 1.2.0;
数字经济核心产业	数字产品制造业 010501; 010502; 010512; 010515; 010516;

专利历程

2022-04-24
申请日
CN202210447800.2(当前专利)
申请号
2022-06-10
首次公开日
CN114605151A
首次公开号
2022-12-09
授权公告日
CN114605151B(当前专利)
授权公告号
2042-04-24
预估到期日
计算因素

其他著录项

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	赵栖

权利要求

1.Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料，其特征在于，该铁电储能陶瓷材料的结构式为Sr(0.53‑0.15x)Ba0.47GdxNb2‑yTayO6，其中，x的取值为0.01～0.1，y的取值为0.1～0.5。

2.如权利要求1所述的Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料，其特征在于，x的取值为0.02、y的取值为0.2。

3.如权利要求1所述的Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按照Sr(0.53‑0.15x)Ba0.47GdxNb2‑yTayO6的化学计量比分别称取纯度为99.00％以上的BaCO3、SrCO3、Gd2O3、Nb2O5、Ta2O5，充分混合球磨，干燥，得到原料混合物；
步骤2，将原料混合物进行预烧，得到预烧粉；
步骤3，将预烧粉经造粒、压片、排胶后，进行烧结，得到Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料。

4.如权利要求3所述的Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，球磨时间为16～24小时；干燥温度为80～100℃，干燥时间为12～24小时。

5.如权利要求3所述的Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，预烧温度为900～1250℃，预烧时间为2～6小时。

6.如权利要求3所述的Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，具体为：将预烧粉在聚乙烯醇粘结剂作用下进行造粒、200MPa冷等静压下保持1min压片，随后以1℃/min升温至600℃排胶，并在1280～1340℃的条件下烧结2～6小时，即可得到Gd‑Ta共掺杂钨青铜结构铁电储能陶瓷材料。

专利文本