【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及陶瓷材料領域，具體涉及一種固溶體陶瓷材料，尤其涉及一種反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料、陶瓷元件以及上述陶瓷材料和陶瓷元件的制備方法。
技術介紹
1、為了滿足核物理、電子束、加速器、激光等領域對高壓脈沖大電流發生器日益增長的重大需求，近年來儲能電容器呈現出了小型化、集成化、模塊化、高可靠性的發展趨勢，其中以反鐵電陶瓷材料為電介質的電容器，由于其具有儲能密度高、性能穩定、抗電磁干擾能力強等優點，被認為在上述對器件小型化和可靠性有嚴格要求的領域具有獨特優勢，是制備儲能電容器的理想材料。
2、目前，商業上使用電介質電容器主要是由介電聚合物或介電陶瓷制作的，它們的能量密度大約為10-2～10-1wh/kg(小于2j/cm3)。與傳統電介質電容器相比，電化學超級電容器具有適中的能量密度，但其功率密度仍然不能滿足混合動力汽車、電子槍、等超高功率設備和系統的應用需求。因此，如果電介質電容器的儲能密度可以提高至電化學超級電容器甚至電池的級別，其應用領域將會被極大地擴展。具有高儲能密度的電介質電容器將進一步促進電子和電氣系統向小型化、輕量化和集成化方向發展。同時陶瓷介質電容器兼具良好的機械性能和熱性能，是脈沖功率技術最關鍵的儲能元件。
3、反鐵電陶瓷材料的研究可追溯到上世紀五六十年代。由于鋯酸鉛(pbzro3)反鐵電陶瓷相變場強比較高，并且在室溫下不能激發出雙電滯回線，故發展了以鋯鈦酸鉛(pb(zr,ti)o3，pzt)固溶體為主晶相的反鐵電陶瓷材料。這些固溶體材料包括鋯鈦摩爾比在95/5附近的pzt反鐵
技術實現思路
1、本專利技術提供一種陶瓷材料，能夠用于陶瓷儲能電容器，用以解決現有的電容器材料能量密度和電容量低的問題，能夠在較高的電壓下依然能夠保持較大的介電常數和電容，同時，進一步提高電容器的擊穿場強。
2、第一方面，本專利技術提供一種反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料，所述陶瓷材料的化學式為：(1-x-y)pbzro3-xlasco3-ybisco3，其中，x+y≤0.7，0＜x≤0.3。
3、本專利技術提供的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料，以反鐵電pbzro3為基礎，通過添加lasco3和bisco3材料，可以在更大范圍內調節反鐵電-鐵電相變場，當電場增加到反鐵電-鐵電的轉變電場時，極化強度迅速上升從而使得有效儲能密度急劇增加，提升了電容器材料的電容量以及儲能性能。
4、第二方面，本專利技術提供一種反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：
5、s1、根據第一方面所述的陶瓷材料按照化學計量比將氧化鉍、碳酸鉛、氧化鑭、氧化鈧、氧化鋯原料混合，混合后球磨；
6、s2、將樣品在600～900℃下煅燒2～5小時，然后，將煅燒過的粉末再次球磨，加入粘合劑混合均勻，并壓制成圓盤，控制圓盤厚度為50μm～1mm；
7、s3、將獲得的圓盤在1000～1500攝氏度下燒結1～4小時，獲得燒結后的陶瓷片材料。
8、本專利技術設計了反鐵電-鐵電-順電三元固溶體，通過采用上述制備工藝，并調整層厚，使得工作溫度下的額定電壓位于反鐵電-鐵電轉變場附近，提高了高壓下的相對介電常數以及擊穿場強，提升了電容器材料的電容量以及儲能性能。
9、在一種可選的實施方式中，上述步驟s2中，將圓盤的厚度控制在100～800μm。
10、在一種可選的實施方式中，上述步驟s2中，煅燒溫度為700～850℃。
11、在一種可選的實施方式中，上述步驟s2中，煅燒時間為3-4小時。
12、在一種可選的實施方式中，上述步驟s3中，燒結溫度為1100～1350℃。
13、在一種可選的實施方式中，上述步驟s3中，燒結時間為2-3小時。
14、第三方面，本專利技術提供一種陶瓷元件的制備方法，其方法包括，在獲得第二方面所述陶瓷材料后，在所述陶瓷材料的上下表面涂刷銀并在保護氣氛下經過700～900℃燒結10～30min，獲得所述陶瓷元件。
15、在一種可選的實施方式中，上述步驟中，燒結溫度為800～850℃。
16、在一種可選的實施方式中，上述步驟中，燒結時間為10～20min。
17、第四方面，本專利技術提供一種陶瓷元件，其通過第四方面所述的制備方法獲得。
18、上述第二方面公開的陶瓷材料的制備方法、第三方面公開的陶瓷元件的制備方法以及第四方面公開的陶瓷元件可能達到的技術效果請參照上述針對第一方面或第一方面中的各種可能方案可以達到的技術效果說明，這里不再重復贅述。
19、本申請實施例的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
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1.一種反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的化學式為：(1-x-y)PbZrO3-xLaScO3-yBiScO3，其中，x+y≤0.7，0＜x≤0.3。
2.一種權利要求1所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.一種權利要求2所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，將圓盤的厚度控制在100～800μm。
4.一種權利要求2所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，煅燒溫度為700～850℃。
5.一種權利要求4所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，煅燒時間為3-4小時。
6.一種權利要求2所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，燒結溫度為1100～1350℃。
7.一種權利要求6所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，燒結時間為2
8.一種陶瓷元件的制備方法，其特征在于，所述方法包括，通過權利要求2-7任一項獲得陶瓷材料后，在所述陶瓷材料的上下表面涂刷銀并在保護氣氛下經過700～900℃燒結10～30min，獲得所述陶瓷元件。
9.一種權利要求8所述陶瓷元件的制備方法，其特征在于，在保護氣氛下的燒結溫度為800～850℃。
10.一種權利要求8所述陶瓷元件的制備方法，其特征在于，在保護氣氛下的燒結時間為10～20min。
11.一種陶瓷元件，其通過權利要求8-10任一項所述制備方法獲得。
...【技術特征摘要】
1.一種反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的化學式為：(1-x-y)pbzro3-xlasco3-ybisco3，其中，x+y≤0.7，0＜x≤0.3。
2.一種權利要求1所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.一種權利要求2所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，將圓盤的厚度控制在100～800μm。
4.一種權利要求2所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，煅燒溫度為700～850℃。
5.一種權利要求4所述的反鐵電-順電-鐵電三元固溶體陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，煅燒時間為3-4小時。
6.一種權利要求2所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉亦謙，孫士倫，劉雋甫，徐紹亮，
申請(專利權)人：昆山清元電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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