无铅铁电制冷材料及其用途

摘要

一种无铅铁电制冷材料，该材料为ABO₃结构的钙钛矿陶瓷，其特征在于该材料的化学式为:(Bi_0.5Na_0.5)_0.94-xBa_0.06Sr_xTiO₃，0.1≤x≤0.25，其中A位添加Sr²⁺以取代Bi³⁺和Na⁺。本发明还公开了该无铅铁电制冷材料的制备方法和应用。(Bi_0.5Na_0.5)_0.94Ba_0.06TiO₃铁电陶瓷在140℃附近有一个长程有序-长程无序的相转变，在电场作用下，这个转变是可逆的，因此利用这个相转变可以获得优良的制冷效应。此外这个相转变的温度可以通过添加Sr²⁺和调节Bi³⁺和Na⁺的成分比例使得此退极化温度降低到室温附近。

主权项

一种无铅铁电制冷材料，该材料为ABO₃结构的钙钛矿陶瓷，其特征在于该材料的化学式为:(Bi_0.5Na_0.5)_0.94‑xBa_0.06Sr_xTiO₃，0.1≤x≤0.25，其中A位添加Sr²⁺以取代Bi³⁺和Na⁺；该材料通过包括如下步骤制得：①以Bi₂O₃、Na₂CO₃、BaCO₃、SrCO₃、TiO₂为原料，按照(Bi_0.5Na_0.5)_0.94‑xBa_0.06Sr_xTiO₃中的Bi、Na、Ba、Sr、Ti化学计量比进行称重配料，然后放入球磨罐中球磨混合，球磨时，原料的体积：玛瑙球子体积：球磨介子无水乙醇的体积比为1：1～1.2：1～1.5，球磨2～15小时，球磨后的原料放入烘箱烘干，烘干温度80℃，烘干时间2～8小时，烘干后原料在5～80MPa下压片为生坯，压完片后的生坯放入马弗炉中在750℃～850℃下保温1～3小时合成钙钛矿结构的(Bi_0.5Na_0.5)_0.94‑xBa_0.06Sr_xTiO₃粉体；②将步骤①中所得的粉体碾碎，放入球磨罐中球磨5～10小时，球磨后放入烘箱烘干，烘干温度80℃，烘干时间2～8小时；③将步骤②所得的烘干粉体加入聚乙烯醇水溶液做粘结剂造粒，聚乙烯醇的质量溶度为3～5％，步骤②中的烘干粉体每10g滴入聚乙烯醇水溶液1～2ml，将烘干粉体和聚乙烯醇水溶液在研钵中充分混合，过40～200目筛；将造粒后的粉体在100～200MPa下压片成型为坯体；将坯体放入马弗炉中在600～700℃下保温0.5～3个小时分解粘结剂，然后在1050℃～1200℃下保温2～4小时，最终得到陶瓷片就为(Bi_0.5Na_0.5)_0.94‑xBa_0.06Sr_xTiO₃无铅铁电制冷材料。