鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷及其製備方法與應用與流程
2023-07-11 00:00:16 2
本發明涉及電子功能材料與器件技術領域，具體涉及一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷及其製備方法與應用。
背景技術：
鐵電材料是一種儲能材料，具有優良的介電性，被各國的研究者廣泛研究，並實現了其應用。但是，鐵電材料在製備或應用過程中，通常需要用到鉛基材料，而鉛基材料在製備、使用和廢棄過程中對生態環境和人類健康造成嚴重危害，因此研製無鉛鐵電材料，是關係到我國電子技術可持續發展的緊迫任務之一。鈦酸鉍鈉na0.5bi0.5tio3(簡稱nbt)是一類鈣鈦礦型的a位離子取代鐵電體，其居裡點(tc)為320℃，因其在室溫下具有很強的鐵電性，被研究者所關注。
隨著電子電路微型化和集成化的發展，對電子元器件提出了新的要求。儲能電容器作為微電子元器件的關鍵組成之一，不僅要求其擁有高的儲能密度和穩定儲能性能，而且還要求其具有適應用於高溫高壓等極端環境的特性。但是，目前製作的鐵電陶瓷的擊穿場強和飽和極化值均較低，導致儲能密度和儲能效率較低，而且其鐵電性能容易受地界面、表面等影響，驅動力較小，而且靈敏度低、工作頻率窄。因此，如何提高鐵電陶瓷的儲能密度、儲能效率及穩定性，是亟需解決的問題。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明目的在於提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷及其製備方法與應用，以通過將zn元素摻雜在鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷中，提高其擊穿強度及飽和極化值，提高儲能密度及穩定性，降低漏電流，有助於晶體的生長取向；有利於高功率大容量存儲電容器件的開發和應用。
為實現上述目的，本發明提供的技術方案為：
第一方面，本發明提供了一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式為：(1-x)[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-xzn；式中，0≤x≤0.01。需要說明的是，化學通式中，(1-x):x是指0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3和zn的摩爾比值。
在本發明的進一步實施方式中，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的結構為單一的鈣鈦礦結構。需要說明的是，鈣鈦礦一般為立方體或八面體形狀。
第二方面，本發明提供了上述鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備方法，包括如下步驟：s1：按鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式中的化學計量比配製各原料組分，然後混合均勻，得到混合粉體；s2：將混合粉體預燒後磨碎，得到磨碎後粉體；s3：將磨碎後粉體造粒，得到造粒後粉體；s4：將造粒後粉體幹壓，然後冷等靜壓，得到緻密化陶瓷坯體；s5：將緻密化陶瓷坯體排膠，然後燒結，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。需要說明的是，s1中，根據鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式(1-x)[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-xzn的化學計量比，計算每個組分的質量，然後稱取配料。
在本發明的進一步實施方式中，s1中，混合均勻具體包括如下步驟：s101：將所有的原料組分和酒精置於含鋯球的球磨機中進行球磨，得到粉體酒精懸濁液；其中，所有的原料組分總質量、鋯球質量和酒精質量的比值為1:(1～3):(0.5～1.5)，球磨的轉速為400～600r/min，球磨的時間為20～28h；s102：將粉體酒精懸濁液在90～110℃烘乾3～5h，得到混合粉體。需要說明的是，s101中採用的球磨機優選採用行星式球磨機。
在本發明的進一步實施方式中，s2中，預燒具體包括如下步驟：將混合粉體從15～30℃以2.5～3.5℃/min的升溫速率升溫至800℃，然後保溫1.8～2.2h，再降溫至15～30℃；磨碎後的粉體的粒徑小於10μm；磨碎具體包括如下步驟：s201：將預燒後的粉體和酒精置於含瑪瑙球的球磨機中進行球磨，得到粉體懸濁液；其中，預燒後的粉體、瑪瑙球和酒精的質量比為1:(1.6～2.4):(0.5～1.5)，球磨的轉速為1000～1200r/min，球磨的時間為20～28h；s202：將粉體懸濁液在95～105℃烘乾3～5h，得到粒徑小於10μm的磨碎後粉體。需要說明的是，s2中預燒是採用傳統燒結法將混合粉體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行預燒；s201中優選採用高能球磨機進行磨碎。
在本發明的進一步實施方式中，s3中，造粒後粉體的粒徑為80～180目；造粒具體包括如下步驟：將磨碎後粉體置於研缽中，在研磨的過程中均勻加入聚乙烯醇水溶液；將得到的混合物過篩，得到粒徑為80～180目的造粒後粉體；其中，聚乙烯醇水溶液的質量分數為7％～8％，磨碎後粉體的質量與聚乙烯醇水溶液的體積的比值為1g:(0.08～0.1)ml。需要說明的是，優選採用手工造粒法對粉體進行造粒。
在本發明的進一步實施方式中，s4中，幹壓具體包括如下步驟：取造粒後粉體0.55～0.65g，在40～50mpa保壓0.8～1.2min，得到直徑為1.2cm的圓片狀陶瓷坯體；冷等靜壓具體包括如下步驟：將圓片狀陶瓷坯體包裹後置於冷等靜壓機的油中，在180～220mpa保壓9～11min，得到緻密化陶瓷坯體。需要說明的是，s4中，優選採用單向壓片機將造粒後粉體幹壓為片狀，取造粒後粉體0.55～0.65g，將其放置於直徑為1.2cm直徑的圓柱形壓制模具中，然後進行幹壓；優選採用冷等靜壓機將圓片狀陶瓷坯體進行冷等靜壓：將圓片狀陶瓷坯體用保鮮膜嚴密包裹，共包裹4層，保證其不會進油，然後置於冷等靜壓機的油中，在200mpa保壓10min，然後將其從保鮮膜中拆出，得到緻密化陶瓷坯體。
在本發明的進一步實施方式中，s5中，排膠具體包括如下步驟：將緻密化陶瓷坯體從15～30℃以0.8～1.2℃/min的升溫速率升溫至550℃，然後保溫5～7h，再降溫至15～30℃，得到排膠後的陶瓷坯體；燒結具體包括如下步驟：將排膠後的陶瓷坯體從15～30℃以2.5～3.5℃/min的升溫速率升溫至1000～1100℃，然後保溫1.8～2.2h，再降溫至15～30℃，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。需要說明的是，s5中，採用傳統燒結法，將緻密化陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行排膠；採用傳統燒結法，將排膠後的陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行燒結。
第三方面，本發明保護鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷在製備鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極中的應用。
第四方面，本發明提供了一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極包括：鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷和電極材料，電極材料噴塗在鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的表面。本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極具有高儲能密度和高儲能效率，並且不易擊穿，穩定性強。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，在x不為零時，通過摻雜zn，可以增加鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的穩定性，提高飽和極化值，有助於晶體的生長取向；在外加電場的作用下，(1-x)[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-xzn鐵電陶瓷弱的鐵電性轉變為長程有序的鐵電性，能夠獲得較大的極化差值，從而增加其儲能密度；(2)本發明的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備過程中，二次球磨採用高能球磨機，得到顆粒度低於10微米的粉體，並採用冷等靜壓使陶瓷坯體更加緻密，最終提高了陶瓷片的擊穿場強，即提高了陶瓷片的儲能密度；(3)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，具有高儲能密度、高儲能效率且穩定性強等優良性能；(4)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷能夠提高儲能密度，有利於高功率大容量存儲電容器件的開發和應用。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷在擊穿場強下的p-e圖；
圖2是本發明實施例提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷從20kv/cm到其擊穿場強的儲能密度和儲能效率變化圖。
附圖標記：
a表示實施例一製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷；b表示實施例二製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷；c表示實施例三製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的試驗材料，如無特殊說明，均為自常規商店購買得到的。以下實施例中的定量試驗，均設置三次重複實驗，數據為三次重複實驗的平均值或平均值±標準差。
本發明提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式為：(1-x)[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-xzn；式中，0≤x≤0.01；優選地，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的結構為單一的鈣鈦礦結構。
本發明還提供了上述鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備方法，包括如下步驟：
s1：按鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式中的化學計量比配製各原料組分，然後混合均勻，得到混合粉體；
優選地，混合均勻具體包括如下步驟：s101：將所有的原料組分和酒精置於含鋯球的球磨機中進行球磨，得到粉體酒精懸濁液；其中，所有的原料組分總質量、鋯球質量和酒精質量的比值為1:(1～3):(0.5～1.5)，球磨的轉速為400～600r/min，球磨的時間為20～28h；s102：將粉體酒精懸濁液在90～110℃烘乾3～5h，得到混合粉體。
s2：將混合粉體預燒後磨碎，得到磨碎後粉體；
優選地，預燒具體包括如下步驟：將混合粉體從15～30℃以2.5～3.5℃/min的升溫速率升溫至800℃，然後保溫1.8～2.2h，再降溫至15～30℃；
磨碎後的粉體的粒徑小於10μm；磨碎具體包括如下步驟：s201：將預燒後的粉體和酒精置於含瑪瑙球的球磨機中進行球磨，得到粉體懸濁液；其中，預燒後的粉體、瑪瑙球和酒精的質量比為1:(1.6～2.4):(0.5～1.5)，球磨的轉速為1000～1200r/min，球磨的時間為20～28h；s202：將粉體懸濁液在95～105℃烘乾3～5h，得到粒徑小於10μm的磨碎後粉體。
s3：將磨碎後粉體造粒，得到造粒後粉體；
優選地，造粒後粉體的粒徑為80～180目；造粒具體包括如下步驟：將磨碎後粉體置於研缽中，在研磨的過程中均勻加入聚乙烯醇水溶液；將得到的混合物過篩，得到粒徑為80～180目的造粒後粉體；其中，聚乙烯醇水溶液的質量分數為7％～8％，磨碎後粉體的質量與聚乙烯醇水溶液的體積的比值為1g:(0.08～0.1)ml。
s4：將造粒後粉體幹壓，然後冷等靜壓，得到緻密化陶瓷坯體；
優選地，幹壓具體包括如下步驟：取造粒後粉體0.55～0.65g，在40～50mpa保壓0.8～1.2min，得到直徑為1.2cm的圓片狀陶瓷坯體；
冷等靜壓具體包括如下步驟：將圓片狀陶瓷坯體包裹後置於冷等靜壓機的油中，在180～220mpa保壓9～11min，得到緻密化陶瓷坯體。
s5：將緻密化陶瓷坯體排膠，然後燒結，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
優選地，排膠具體包括如下步驟：將緻密化陶瓷坯體從15～30℃以0.8～1.2℃/min的升溫速率升溫至550℃，然後保溫5～7h，再降溫至15～30℃，得到排膠後的陶瓷坯體；
燒結具體包括如下步驟：將排膠後的陶瓷坯體從15～30℃以2.5～3.5℃/min的升溫速率升溫至1000～1100℃，然後保溫1.8～2.2h，再降溫至15～30℃，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
下面結合具體實施例對本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷及其製備方法作進一步說明。
實施例一
本實施例提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式為：0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的結構為單一的鈣鈦礦結構。
採用本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備方法，製備鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷：
s1：按鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式中的化學計量比配製各原料組分，然後混合均勻，得到混合粉體；
混合均勻具體包括如下步驟：s101：將所有的原料組分和酒精置於含鋯球的行星式球磨機中進行球磨，得到粉體酒精懸濁液；其中，所有的原料組分總質量、鋯球質量和酒精質量的比值為1:2:1，球磨的轉速為500r/min，球磨的時間為24h；s102：將粉體酒精懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到混合粉體。
s2：將混合粉體預燒後磨碎，得到磨碎後粉體；
採用傳統燒結法進行預燒，具體包括如下步驟：將混合粉體置於al2o3乾鍋中，放入馬弗爐中進行預燒，其預燒工藝為：從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至800℃，然後保溫2h，再降溫至25℃；
磨碎後的粉體的粒徑小於10μm；磨碎具體包括如下步驟：s201：將預燒後的粉體和酒精置於含瑪瑙球的高能球磨機中進行球磨，得到粉體懸濁液；其中，預燒後的粉體、瑪瑙球和酒精的質量比為1:2:1，球磨的轉速為1120r/min，球磨的時間為24h；s202：將粉體懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到粒徑小於10μm的磨碎後粉體。
s3：將磨碎後粉體造粒，得到造粒後粉體；
採用手工造粒法對粉體進行造粒，造粒具體包括如下步驟：將磨碎後粉體置於研缽中，在研磨的過程中均勻加入聚乙烯醇水溶液；將得到的混合物過篩，得到粒徑為80～180目的造粒後粉體；其中，聚乙烯醇水溶液的質量分數為7.5％，磨碎後粉體的質量與聚乙烯醇水溶液的體積的比值為1g:0.09ml。
s4：將造粒後粉體幹壓，然後冷等靜壓，得到緻密化陶瓷坯體；
採用單向壓片機將造粒後粉體幹壓為片狀，幹壓具體包括如下步驟：取造粒後粉體0.6g，將其放置於直徑為1.2cm直徑的圓柱形壓制模具中，在45mpa保壓1min，得到直徑為1.2cm的圓片狀陶瓷坯體；
採用冷等靜壓機將圓片狀陶瓷坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓具體包括如下步驟：將圓片狀陶瓷坯體用保鮮膜嚴密包裹，共包裹4層，保證其不會進油，然後置於冷等靜壓機的油中，在200mpa保壓10min，然後將其從保鮮膜中拆出，得到緻密化陶瓷坯體。
s5：將緻密化陶瓷坯體排膠，然後燒結，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
採用傳統燒結法，將緻密化陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行排膠，排膠具體包括如下步驟：將緻密化陶瓷坯體從25℃以1℃/min的升溫速率升溫至550℃，然後保溫6h，再降溫至25℃，得到排膠後的陶瓷坯體；
採用傳統燒結法，將排膠後的陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行燒結，燒結具體包括如下步驟：將排膠後的陶瓷坯體從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至1050℃，然後保溫2h，再降溫至25℃，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷(片)。
實施例二
本實施例提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式為：0.995[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-0.005zn，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的結構為單一的鈣鈦礦結構。
採用本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備方法，製備鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷：
s1：按鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式中的化學計量比配製各原料組分，然後混合均勻，得到混合粉體；
混合均勻具體包括如下步驟：s101：將所有的原料組分和酒精置於含鋯球的行星式球磨機中進行球磨，得到粉體酒精懸濁液；其中，所有的原料組分總質量、鋯球質量和酒精質量的比值為1:2:1，球磨的轉速為500r/min，球磨的時間為24h；s102：將粉體酒精懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到混合粉體。
s2：將混合粉體預燒後磨碎，得到磨碎後粉體；
採用傳統燒結法進行預燒，具體包括如下步驟：將混合粉體置於al2o3乾鍋中，放入馬弗爐中進行預燒，其預燒工藝為：從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至800℃，然後保溫2h，再降溫至25℃；
磨碎後的粉體的粒徑小於10μm；磨碎具體包括如下步驟：s201：將預燒後的粉體和酒精置於含瑪瑙球的高能球磨機中進行球磨，得到粉體懸濁液；其中，預燒後的粉體、瑪瑙球和酒精的質量比為1:2:1，球磨的轉速為1120r/min，球磨的時間為24h；s202：將粉體懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到粒徑小於10μm的磨碎後粉體。
s3：將磨碎後粉體造粒，得到造粒後粉體；
採用手工造粒法對粉體進行造粒，造粒具體包括如下步驟：將磨碎後粉體置於研缽中，在研磨的過程中均勻加入聚乙烯醇水溶液；將得到的混合物過篩，得到粒徑為80～180目的造粒後粉體；其中，聚乙烯醇水溶液的質量分數為7.5％，磨碎後粉體的質量與聚乙烯醇水溶液的體積的比值為1g:0.09ml。
s4：將造粒後粉體幹壓，然後冷等靜壓，得到緻密化陶瓷坯體；
採用單向壓片機將造粒後粉體幹壓為片狀，幹壓具體包括如下步驟：取造粒後粉體0.6g，將其放置於直徑為1.2cm直徑的圓柱形壓制模具中，在45mpa保壓1min，得到直徑為1.2cm的圓片狀陶瓷坯體；
採用冷等靜壓機將圓片狀陶瓷坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓具體包括如下步驟：將圓片狀陶瓷坯體用保鮮膜嚴密包裹，共包裹4層，保證其不會進油，然後置於冷等靜壓機的油中，在200mpa保壓10min，然後將其從保鮮膜中拆出，得到緻密化陶瓷坯體。
s5：將緻密化陶瓷坯體排膠，然後燒結，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
採用傳統燒結法，將緻密化陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行排膠，排膠具體包括如下步驟：將緻密化陶瓷坯體從25℃以1℃/min的升溫速率升溫至550℃，然後保溫6h，再降溫至25℃，得到排膠後的陶瓷坯體；
採用傳統燒結法，將排膠後的陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行燒結，燒結具體包括如下步驟：將排膠後的陶瓷坯體從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至1050℃，然後保溫2h，再降溫至25℃，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷(片)。
實施例三
本實施例提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式為：0.99[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-0.01zn，鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的結構為單一的鈣鈦礦結構。
採用本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備方法，製備鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷：
s1：按鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的化學通式中的化學計量比配製各原料組分，然後混合均勻，得到混合粉體；
混合均勻具體包括如下步驟：s101：將所有的原料組分和酒精置於含鋯球的行星式球磨機中進行球磨，得到粉體酒精懸濁液；其中，所有的原料組分總質量、鋯球質量和酒精質量的比值為1:2:1，球磨的轉速為500r/min，球磨的時間為24h；s102：將粉體酒精懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到混合粉體。
s2：將混合粉體預燒後磨碎，得到磨碎後粉體；
採用傳統燒結法進行預燒，具體包括如下步驟：將混合粉體置於al2o3乾鍋中，放入馬弗爐中進行預燒，其預燒工藝為：從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至800℃，然後保溫2h，再降溫至25℃；
磨碎後的粉體的粒徑小於10μm；磨碎具體包括如下步驟：s201：將預燒後的粉體和酒精置於含瑪瑙球的高能球磨機中進行球磨，得到粉體懸濁液；其中，預燒後的粉體、瑪瑙球和酒精的質量比為1:2:1，球磨的轉速為1120r/min，球磨的時間為24h；s202：將粉體懸濁液在100℃在烘乾箱中烘乾4h，得到粒徑小於10μm的磨碎後粉體。
s3：將磨碎後粉體造粒，得到造粒後粉體；
採用手工造粒法對粉體進行造粒，造粒具體包括如下步驟：將磨碎後粉體置於研缽中，在研磨的過程中均勻加入聚乙烯醇水溶液；將得到的混合物過篩，得到粒徑為80～180目的造粒後粉體；其中，聚乙烯醇水溶液的質量分數為7.5％，磨碎後粉體的質量與聚乙烯醇水溶液的體積的比值為1g:0.09ml。
s4：將造粒後粉體幹壓，然後冷等靜壓，得到緻密化陶瓷坯體；
採用單向壓片機將造粒後粉體幹壓為片狀，幹壓具體包括如下步驟：取造粒後粉體0.6g，將其放置於直徑為1.2cm直徑的圓柱形壓制模具中，在45mpa保壓1min，得到直徑為1.2cm的圓片狀陶瓷坯體；
採用冷等靜壓機將圓片狀陶瓷坯體進行冷等靜壓，冷等靜壓具體包括如下步驟：將圓片狀陶瓷坯體用保鮮膜嚴密包裹，共包裹4層，保證其不會進油，然後置於冷等靜壓機的油中，在200mpa保壓10min，然後將其從保鮮膜中拆出，得到緻密化陶瓷坯體。
s5：將緻密化陶瓷坯體排膠，然後燒結，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。
採用傳統燒結法，將緻密化陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行排膠，排膠具體包括如下步驟：將緻密化陶瓷坯體從25℃以1℃/min的升溫速率升溫至550℃，然後保溫6h，再降溫至25℃，得到排膠後的陶瓷坯體；
採用傳統燒結法，將排膠後的陶瓷坯體置於al2o3乾鍋中，然後放入馬弗爐中進行燒結，燒結具體包括如下步驟：將排膠後的陶瓷坯體從25℃以3℃/min的升溫速率升溫至1050℃，然後保溫2h，再降溫至25℃，得到鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷(片)。
實施例四
本實施例提供一種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極及其製備方法，其製備方法包括：將本實施例一、二、三製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷(片)分部用砂紙將其打磨至厚度為200μm，然後利用離子濺射在該鐵電陶瓷(片)的表面上噴塗電極材料au，分部得到相應的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷電極。
對實施例一至實施例三製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷(片)進行性能分析：
(1)將實施例一、實施例二、實施例三的製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，測定其各自在擊穿場強下的p值，具體結果如圖1(鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷在擊穿場強下的p-e圖)所示，圖中a表示實施例一製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，b表示實施例二製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，c表示實施例三製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。從圖1可以看出，各個組分的電滯回線均表現出典型的鐵電特性，實施例二(b)、實施例三(c)的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷有較大的飽和極化值；由此可以說明，添加適量的zn能夠對nbt鐵電陶瓷儲能行為產生積極的影響，有利於提高儲能密度。
(2)將實施例一、實施例二、實施例三的製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，測定其各自從20kv/cm至100kv/cm的儲能密度，具體結果如圖2(鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷從20kv/cm到其擊穿場強的儲能密度和儲能效率變化圖)所示，圖中a表示實施例一製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，b表示實施例二製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，c表示實施例三製備得到的三種鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷。從圖2可以看出，添加適當含量的zn可以增加nbt鐵電陶瓷的儲能密度，並且，實施例二(b)製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷同時具有最大的擊穿場強和儲能密度，實施例三(c)製備得到的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷也得到了較大的擊穿場強和儲能密度，可以說明，添加適量的zn能夠對nbt鐵電陶瓷的儲能行為產生積極的影響，能夠提高鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的儲能密度。
本發明提供的技術方案，具有如下的有益效果：(1)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，在x不為零時，通過摻雜zn，可以增加鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的穩定性，提高飽和極化值，有助於晶體的生長取向。在外加電場的作用下，(1-x)[0.9(0.94na0.5bi0.5tio3-0.06batio3)-0.1nanbo3]-xzn鐵電陶瓷弱的鐵電性轉變為長程有序的鐵電性，能夠獲得較大的極化差值，從而增加其儲能密度；(2)本發明的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷的製備過程中，二次球磨採用高能球磨機，得到顆粒度低於10μm的粉體，並採用冷等靜壓使陶瓷坯體更加緻密，最終提高了陶瓷片的擊穿場強，即提高了陶瓷片的儲能密度；(3)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷，具有高儲能密度、高儲能效率且穩定性強等優良性能；(4)本發明提供的鈦酸鉍鈉基鐵電陶瓷能夠提高儲能密度，有利於高功率大容量存儲電容器件的開發和應用。
需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域技術人員所理解的通常意義。除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對步驟、數字表達式和數值並不限制本發明的範圍。在這裡示出和描述的所有示例中，除非另有規定，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍，其均應涵蓋在本發明的保護範圍當中。