【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于介电储能陶瓷材料，涉及兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷，还涉及兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法。
技术介绍
1、以铁电陶瓷为介质的介电电容器具有功率密度高(～108w/kg)、充放电速度快(<1μs)等优点，非常契合脉冲功率系统和储能电容领域的使用要求，广泛应用于脉冲功率器件、电磁武器、混合动力汽车等场景。现有技术通过在铁电材料晶格环境中掺入发光元素，以探索荧光光谱在铁电晶格场中的特征现象，建立相结构、温度等物理量与荧光光谱之间的联系，开发无损、非接触的检测手段，实现一些传统测量方法力所不及的测量，荧光铁电陶瓷因其优异的荧光特性以及荧光-结构-电场之间独特的耦合关系在生物医用材料、防伪以及非接触式无损检测等领域发挥着关键性作用。且材料的晶体结构对于铁电储能性能和荧光性能影响巨大，如何通过调节相结构同时实现两种特性的耦合作用是一个非常前景的开发方向。
2、中国专利《无铅铁电上转换荧光材料及其制备方法和应用》(申请日：2017.05.15；申请号：cn201710337929.7；公开日：2017.08.18；公开号：cn107057699a)公开了一种无铅铁电上转换荧光材料，通过在a位添加稀土元素敏化剂yb3+以及稀土元素激活剂tm3+取代bi3+，进而实现缺陷基上转换发光，但储能-荧光铁电陶瓷仍存在储能密度低(小于3j/cm3)、荧光光色调控难度大以及发光强度低的问题，严重限制了其进一步的商业化应用。
技术实现思路
1、本专利技
2、本专利技术的一个目的是提供兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法。
3、本专利技术所采用的一种技术方案是，兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷，化学组成通式为0.75bi0.5-xm′xna0.5tio3-0.25sr0.7m″0.1+ytio3，x＝0～0.3，y＝0～0.3，m′采用三价稀土元素，三价稀土元素为dy3+、eu3+、ce3+、sm3+元素中的一种、或任意两种、或任意两种以上的组合；m″为bi3+、la3+元素中的任意一种或两种。
4、本专利技术所采用的另一种技术方案是，兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，具体按照以下步骤实施：
5、步骤1、按照化学组成通式为0.75bi0.5-xm′xna0.5tio3-0.25sr0.7m″0.1+ytio3，x＝0～0.3，y＝0～0.3，分别称取原料bi2o3、la2o3、na2co3、dy2o3、eu2o3、ce2o3、srco3、sm2o3和tio2；
6、步骤2、将步骤1中称取的原料置于滚筒式球磨机中，加入无水乙醇介质研磨烘干，预烧得到陶瓷粉体前驱体；
7、步骤3、将步骤2得到的陶瓷粉体前驱体依次进行二次球磨、加胶造粒、压片成型以及冷等静压，最终得到圆柱状陶瓷生坯；
8、步骤4、将步骤3得到的圆柱状陶瓷生坯进行二次烧结，既得。
9、本专利技术的特点还在于，
10、步骤2将球磨均匀后的浆体置于玻璃皿烘干8h-24h，预烧时置入马弗炉820℃-860℃下烧结2h-4h，得到陶瓷粉体前驱体。
11、步骤3中两次球磨的方式为滚筒式球磨，转速为100-300r/min，球磨时间为24h-36h；
12、步骤3中加胶造粒过程采用5-6wt％的聚乙烯醇(pva)作为粘结剂；
13、步骤3中电动压片机压强在1-5pa，保压时间为1-2min；
14、步骤3中冷等静压过程中压强为100-300mpa，保压时间为1-2min。
15、步骤4中二次烧结时置于马弗炉在1100℃-1250℃下烧结1h-4h。
16、步骤1中选择bi2o3、na2co3、la2o3、dy2o3、eu2o3、ce2o3、srco3、sm2o3和tio2纯度不低于99％。
17、本专利技术的有益效果是：本专利技术兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷，具有白光发射、荧光强度高、储能密度大，此外还具有优异的温度稳定性和耐疲劳特性。本专利技术的钛酸铋钠基无铅介电陶瓷突出特点是荧光强度高、储能密度大，此外还具有优异的温度稳定性和耐疲劳特性，可广泛应用于介电储能电容器领域和电子元器件的非接触式无损检测领域。通过配方及工艺优化手段同时提高铁电陶瓷的储能密度和荧光特性，发挥荧光探针在铁电材料结构检测方面的优势，有利于该技术的进一步发展和应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷，其特征在于，化学组成通式为0.75Bi0.5-xM′xNa0.5TiO3-0.25Sr0.7M″0.1+yTiO3，x＝0～0.3，y＝0～0.3，M′采用三价稀土元素，三价稀土元素为Dy3+、Eu3+、Ce3+、Sm3+元素中的一种、或任意两种、或任意两种以上的组合；M″为Bi3+、La3+元素中的任意一种或两种。
2.兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2将球磨均匀后的浆体置于玻璃皿烘干8h-24h，预烧时置入马弗炉820℃-860℃下烧结2h-4h，得到陶瓷粉体前驱体。
4.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤3中两次球磨的方式为滚筒式球磨，转速为100-300r/min，球磨时间为24h-36h。
5.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述
6.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤3中电动压片机压强在1-5Pa，保压时间为1-2min。
7.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤3中冷等静压过程中压强为100-300MPa，保压时间为1-2min。
8.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤4中二次烧结时置于马弗炉在1100℃-1250℃下烧结1h-4h。
9.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤1中选择Bi2O3、La2O3、Na2CO3、Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3、SrCO3、Sm2O3和TiO2纯度不低于99％。
...【技术特征摘要】
1.兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷，其特征在于，化学组成通式为0.75bi0.5-xm′xna0.5tio3-0.25sr0.7m″0.1+ytio3，x＝0～0.3，y＝0～0.3，m′采用三价稀土元素，三价稀土元素为dy3+、eu3+、ce3+、sm3+元素中的一种、或任意两种、或任意两种以上的组合；m″为bi3+、la3+元素中的任意一种或两种。
2.兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
3.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤2将球磨均匀后的浆体置于玻璃皿烘干8h-24h，预烧时置入马弗炉820℃-860℃下烧结2h-4h，得到陶瓷粉体前驱体。
4.根据权利要求2所述的兼具储能和荧光特性的钛酸铋钠基介电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤3中两次球磨的方式为滚筒式球磨，转速为100-300r/min，球磨时间为24h-36h。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱孝培，张梦迪，毕家贺，孙铭哲，宋哲辉，游才印，田娜，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。