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1、10申请公布号CN104310995A43申请公布日20150128CN104310995A21申请号201410493736722申请日20140924C04B35/468200601C04B35/49200601C04B35/62220060171申请人陕西理工学院地址723001陕西省汉中市汉台区东关正街505号72发明人张营堂艾桃桃刘华祝74专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权54发明名称一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法57摘要本发明公开了一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法，利用流延法制备BZT厚膜，包括以下步骤1预烧粉体的制备按照物质的量进行称。
2、量，球磨，而后在9001200进行预烧，得到预烧粉体；2浆料的制备将预烧粉体进行球磨，然后利用介质A与介质B配制TAPECASTING浆料；3BZT厚膜制备将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，制成带有电极的薄膜材料，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。通过间接测量技术在BZTZRTI03010070厚膜体系中得到焓变为285JKG1K1的EC效应。该技术为寻找新的制冷材料提供了一新途径。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图4页10。
3、申请公布号CN104310995ACN104310995A1/1页21一种具有EC效应的BZT厚膜制备方法，其特征在在于，包括以下步骤1预烧粉体的制备将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为1071003进行称量，球磨，而后在9001200进行预烧，得到预烧粉体；2浆料的制备将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为102060306；3BZT厚膜制备将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。2根据权。
4、利要求1所述的具有EC效应的BZT厚膜制备方法，其特征在在于，所述步骤1的预烧的烧结时间为28小时。3根据权利要求1所述的具有EC效应的BZT厚膜制备方法，其特征在在于，所述流延剂A由浓度为9095的乙醇和丁酮的混合溶液以及浓度为510的PVB按照任意比例组成。4根据权利要求1所述的具有EC效应的BZT厚膜制备方法，其特征在在于，所述流延剂B由浓度为6570的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为2025的PVB以及浓度为1015增塑剂按照任意比例组成。5一种根据权利要求1所述的具有EC效应的BZT厚膜制备方法制备的BZT厚膜，其特征在于，所述BZT厚膜的ZRTI摩尔比为03010070，BZT厚膜在转。
5、变温度以下具有铁电弛豫的特征；其介电常数4300，介电损耗为1。权利要求书CN104310995A1/5页3一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法技术领域0001本发明属于新型功能节能材料领域，涉及一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法。背景技术0002工业技术发展到今天，人类面临诸多的环境与能源问题。譬如制冷行业，在发达国家以及一些发展中国家，空调、冰箱和其他的制冷机械每年消耗20多电能。传统的空调与冰箱利用机械功驱动蒸气压缩循环MECHANICALVAPORCOMPRESSIONCYCLE,VCC来实现制冷，这种方式电能利用率很低，截至目前还没有可以提高其电能利用率新技术；另外，空调用。
6、电一般在电力系统峰荷较多，而由于电网系统可靠性问题，调控电力系统峰荷不但费用高，而且有效性差，因此改变当前制冷技术是节约能源的迫切需求；另一方面，目前VCC制冷技术采用含氟制冷剂，含氟制冷剂对臭氧层有很大破坏作用，尽管人们利用氢氟碳化合物HYDROFLUOROCARBON,HFC来替代氢氟碳化合物CHLOROFLUOROCARBONS,CFC，但依然产生大量的温室效应气体，因此这是各国政府以及科学们担忧和急需解决的环境问题。随着人们对提高生活质量要求，冰箱和空调需求量大幅增加，因此，基于以上因素，在空调、冰箱等制冷系统中，探索高效和环境友好的新技术和新方法是该领域急需研究的新课题。0003在研。
7、究中发现，有一类材料在外场作用下，其某种物理量从无序到有序转变时，发生可逆的熵发生变化，引起的科学家很大兴趣。目前，最值得关注是磁性材料和介电材料中的这种物理现象。在1881年WARBOURG在铁磁性材料里面观测到了磁热卡效应MAGNETOCALORICEFFECT,MCEANNPHYSLEIPZIG131881141，即在变化的磁场作用下材料发生温度变化。近些年来，研究工作者在这方面做了大量工作。但由于磁场的限制，使其在工业化应用受到很大限制。因此，人们希望能从铁电材料中得到可以应用的电热卡效应ELECTROCALORICEFFECT，ECE。0004电热卡效应是热电体在绝热条件下，当外加电。
8、场引起状态从无序到有序转变，其熵将发生变化的现象。早在1930年KOBEKOP和KURCHATOVI在罗谢尔盐ROCHELLESALT铁电材料中观测到电场制冷现象，即被后人称之为电热卡效应；遗憾的是由于过去发现的材料电热效应很弱等种种原因该结果未得到大家的重视；同时对ECE的概念理解和测量技术不成熟，对ECE一直存在争议。直到英国剑桥大学SCOTTJF小组与美国宾州州立大学ZHANGQM小组分别在PBZR095TI005O3与PVDF中测到很大的EC效应，该领域的研究才得到世界各国的关注。发明内容0005本发明的目的在于提供一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法，所制得的BZT厚膜具有趋于室。
9、温的EC效应。0006为达到以上目的，本发明的技术方案为0007一种具有EC效应的BZT厚膜制备方法，包括以下步骤说明书CN104310995A2/5页400081预烧粉体的制备0009将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为1071003进行称量，球磨，而后在9001200进行预烧，得到预烧粉体；00102浆料的制备0011将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为102060306；00123BZT厚膜制备0013将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，。
10、将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。0014所述步骤1的预烧的烧结时间为28小时。0015所述流延剂A由浓度为9095的乙醇和丁酮的混合溶液以及浓度为510的PVB按照任意比例组成，其中，所述乙醇和丁酮安任意比例混合。0016所述流延剂B由浓度为6570的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为2025的PVB以及浓度为1015增塑剂按照任意比例组成，其中，所述乙醇和丁酮安任意比例混合。0017一种具有EC效应的BZT厚膜，所述BZT厚膜的ZRTI摩尔比为03010070，BZT厚膜在转变温度以下具有铁电弛豫的特征；其介电常数4300，介电损耗为1。0018与现有技术比较，本发明的。
11、有益效果为0019本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜，由于在所制备的BZT厚膜中添加了ZR来改变BATIO3的相转变温度，得到趋于室温较大的EC效应。所制备的厚膜在转变温度以下表现出了铁电弛豫的特征，其介电常数4300，降低了介电损耗，使得BZT厚膜在引用方面得到改善，提高了使用效果。0020本发明还提供了一种具有EC效应的BZT厚膜制备方法，利用流延法TAPECASTING制备BZT厚膜，通过间接测量技术在BZT03010070厚膜体系中得到焓变为285JKG1K1的EC效应。该技术为寻找新的制冷材料提供了一新途径。附图说明0021图1是本发明BZT厚膜的烧结工艺；0022图2是本发明。
12、BZT厚膜的SEM图；0023图3是本发明BZT厚膜的介电常的特征曲线图，其中，A为BZT厚膜的介电常数的温度特征曲线图，B为BZT厚膜的介电常数损耗的温度特征曲线图；0024图4是本发明BZT厚膜介电性能的温度特征曲线图，其中，A为BZT厚膜的PELOOP曲线图，B为BZT厚膜在不同电场下的PT曲线图。0025图5是本发明BZT厚薄在不同温度不同电场下的熵变图。0026具体实施0027下面结合附图对本发明做详细描述。0028本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜及其制备方法，具有EC效应的BZT厚膜具有EC效应的BZT厚膜制备方法制备的BZT厚膜，所述BZT厚膜的ZRTI摩尔比为03010。
13、070，BZT厚膜在转变温度以下具有铁电弛豫的特征；其介电常数4300，介电说明书CN104310995A3/5页5损耗为1。0029实施例一0030本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜的制备方法，包括以下步骤00311预烧粉体的制备0032将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为1103进行称量，球磨，而后在1200进行预烧2小时，得到预烧粉体；00332浆料的制备0034将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，流延剂A由95的乙醇和丁酮的混合溶液以及5的PVB按照任意比例组成；流延剂B由浓度为6570的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为202。
14、5的PVB以及浓度为1015增塑剂按照任意比例组成；其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为10203；00353BZT厚膜制备0036将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。0037实施例二0038本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜的制备方法，包括以下步骤00391预烧粉体的制备0040将BACO3、TIO2按照质量比为107进行称量，球磨，而后在900进行预烧8小时，得到预烧粉体；00412浆料的制备0042将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPEC。
15、ASTING浆料，其中，流延剂A由90的乙醇和丁酮的混合溶液以及10的PVB按照任意比例组成；流延剂B由浓度为70的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为25的PVB以及浓度为15增塑剂按照任意比例组成；其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为10606；00433BZT厚膜制备0044将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。0045实施例三0046本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜的制备方法，包括以下步骤00471预烧粉体的制备0048将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为1。
16、0802进行称量，球磨，而后在1000进行预烧6小时，得到预烧粉体；00492浆料的制备0050将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，流延剂A由94的乙醇和丁酮的混合溶液以及8的PVB按照任意比例组成；流延剂B由浓度为68的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为24的PVB以及浓度为12增塑剂按照任意比例组成；其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为10404；00513BZT厚膜制备说明书CN104310995A4/5页60052将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成。
17、BZT厚膜，最后进行烧结成型。0053实施例四0054本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜的制备方法，包括以下步骤00551预烧粉体的制备0056将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为10903进行称量，球磨，而后在1100进行预烧7小时，得到预烧粉体；如图1所示。00572浆料的制备0058将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，流延剂A由95的乙醇和丁酮的混合溶液以及8的PVB按照任意比例组成；流延剂B由浓度为68的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为24的PVB以及浓度为12增塑剂按照任意比例组成；其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比。
18、为10503；00593BZT厚膜制备0060将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。0061实施例五0062本发明提供了一种具有EC效应的BZT厚膜的制备方法，包括以下步骤00631预烧粉体的制备0064将BACO3、TIO2、ZRO2按照质量比为10601进行称量，球磨，而后在1000进行预烧6小时，得到预烧粉体；00652浆料的制备0066将预烧粉体进行球磨，加入流延剂A与流延剂B后，配制成TAPECASTING浆料，其中，流延剂A由95的乙醇和丁酮的混合溶液以及5的PVB按照。
19、任意比例组成；流延剂B由浓度为684的乙醇和丁酮的混合溶液、浓度为211的PVB以及浓度为105增塑剂按照任意比例组成；其中，预烧粉与流延剂A以及流延剂B的质量比为10205；00673BZT厚膜制备0068将配制好的TAPECASTING浆料进行流延加工，制成薄膜；利用视网印刷机在薄膜上制作电极，将带有电极的薄膜材料叠压，制成BZT厚膜，最后进行烧结成型。0069如图2所示，本发明制备了一种具有EC效应的BZT厚膜制备方法制备的BZT厚膜，利用SEM观测BZT厚膜的结构，所述BZT厚膜的ZRTI摩尔比为1585，图3A、B与图4A、B分别是BZT厚膜的介电性能的温度特征，其中，图3A为BZT。
20、厚膜的介电常数的温度特征曲线，图3B为BZT厚膜的介电常数损耗的温度特征，图4A为BZT厚膜的PELOOP，图4BBZT厚膜的PELOOP，BZT厚膜在转变温度以下具有铁电弛豫的特征；其介电常数4300，介电损耗为2。0070BZTZRTI03010070厚膜的EC效应0071间接测量技术是通过测量在不同的温度下PELOOP，得出PT曲线，利用公式1计算S。说明书CN104310995A5/5页700720073利用铁电测量系统测得不同温度下PELOOP，如图4A；从而得到了不同电场下的PT曲线，如图5，通过PT曲线，利用公式1计算出S，其中密度为39G/CM3，其结果如图5所示。我们在BZT厚膜的相转变温度附近得到了285JKG1K1的EC效应。说明书CN104310995A1/4页8图1图2说明书附图CN104310995A2/4页9图3说明书附图CN104310995A3/4页10图4说明书附图CN104310995A104/4页11图5说明书附图CN104310995A11。