公开(公告)号：CN119371198B

公开(公告)日：2025-03-21

申请号：CN202411949011.4

申请日：2024-12-27

Applicant: 中南大学

Inventor： 张妍 ,  李京芷 ,  周学凡 ,  张斗 ,  汤林

IPC: C04B35/26 ,  C04B35/622

Abstract: 本发明公开了一种高极化强度铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷的制备方法，根据铁酸铋‑钛酸钡陶瓷基铁电陶瓷的化学式配取各氧化物原料混合获得混合粉末，混合粉末进行预烧获得预烧粉，将预烧粉造粒获得粒料，粒料压制成型获得生坯，生坯经排胶烧结后获得烧结陶瓷，烧结陶瓷再经退火处理即得铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷；本发明通过烧结陶瓷进行退火处理，退火处理后，陶瓷内部由于Pb、Bi挥发产生的缺陷偶极子在温度场的作用下发生重排，且在陶瓷相发生了弛豫铁电体‑铁电体相变，从电滞回线反映为回线的束腰打开、矩形度增加，双极应变曲线由芽型转变为铁电体典型的蝴蝶型，陶瓷铁电性进一步得到了大幅度提升。

公开(公告)号：CN116371398B

公开(公告)日：2023-11-10

申请号：CN202310379258.6

申请日：2023-04-11

Applicant: 中南大学

Inventor： 张妍 ,  赵艳 ,  徐倩倩 ,  周学凡 ,  蒋姝淼 ,  张斗

IPC: B01J23/18 ,  C02F1/30 ,  B01J37/10 ,  C02F101/30

Abstract: 本发明公开了一种BIT‑Nd块体压电光催化剂及其制备方法和应用，将钕掺杂钛酸铋纳米粉与粘结剂混合，压制成型获得BIT‑Nd陶瓷生坯、烧结获得BIT‑Nd陶瓷片，然后将BIT‑Nd陶瓷片置于含钕掺杂钛酸铋前驱体浆液A的水热反应釜中，水热反应，于BIT‑Nd陶瓷片表面生长钕掺杂钛酸铋纳米花即得BIT‑Nd块体压电光催化剂，本发明采用刚性基体上生长纳米花，基体选用同种物质压制的压电陶瓷片，从而在基体与纳米花协同作用下大幅提高压电催化效率。

公开(公告)号：CN114031395B

公开(公告)日：2022-11-11

申请号：CN202111361930.6

申请日：2021-11-17

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  周学凡

IPC: C04B35/475 ,  C04B35/622 ,  C04B41/88 ,  H01L41/18 ,  H01L41/187

Abstract: 本发明属于功能陶瓷材料领域，具体涉及BNT‑BKT‑BT‑AlN复合压电材料，其为具有以下化学式的固溶陶瓷材料：(1‑x)[(1‑a‑b)Bi0.5Na0.5TiO3‑aBi0.5K0.5TiO3‑bBaTiO3]‑xAlN；其中，x＝0.001～0.05；a＝0.1～0.2；b＝0.01～0.10。本发明还提供了所述的材料的制备和应用。本发明研究发现，所述的全新的压电陶瓷材料可以兼具优异的压电系数d33、退极化温度Td性能。

公开(公告)号：CN113912390B

公开(公告)日：2022-06-14

申请号：CN202111454238.8

申请日：2021-12-01

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  汤林 ,  晏忠钠 ,  周学凡

IPC: C04B35/453 ,  C04B35/622 ,  C04B41/00

Abstract: 本发明公开了一种用于提高铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷极化强度的热处理方法，包括如下步骤，将铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷置于单晶硅片上，然后放入退火炉中于氧气气氛下进行热处理，热处理过程中，先通入氧气5min以上，然后以≧20℃/s的升温速率升温至800～1000℃，保温30～180s，并于300s内降温至200℃以下，取出，获得热处理后的铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷；本发明的热处理方法利用短时间内将置于单晶硅衬底上的铁酸铋‑钛酸钡基固溶体陶瓷升温到一定温度并保温一定时间后迅速降温，使陶瓷的极化强度提高。同时高温下原子扩散加快，单晶硅原子与铁酸铋‑钛酸钡相互扩散，利用单晶硅与铁酸铋‑钛酸钡晶胞参数的巨大差异，进一步增大了铁酸铋‑钛酸钡晶胞中的四方性，从而使铁酸铋‑钛酸钡基固溶体陶瓷的极化强度大幅的提升。

公开(公告)号：CN114478006A

公开(公告)日：2022-05-13

申请号：CN202111669999.5

申请日：2021-12-31

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  迟文潮 ,  周学凡 ,  邹金住

IPC: C04B35/495 ,  C04B35/622 ,  C04B41/88 ,  H01L41/187 ,  H01L41/43

Abstract: 本发明属于功能陶瓷材料领域，具体公开了一种KNNS‑BNZ+CuO压电陶瓷材料及其制备方法、应用，具有以下化学式的固溶陶瓷材料：(1‑x)[0.95(K0.5Na0.5)(Nb0.95Sb0.05)O3‑0.05Bi0.5Na0.5ZrO3]+xCuO；其中，x＝0.002～0.02。本发明还提供了所述材料的制备和应用，通过制备KNNS‑BNZ粉末以及CuO对KNNS‑BNZ进行固溶掺杂，有助于改善制得的产物的致密性、降低缺陷。本发明研究发现，所述的全新的KNN基压电陶瓷材料具有良好的压电系数d33、机械品质因数Qm，本发明的KNNS‑BNZ+CuO压电陶瓷材料适于高频下的压电器件应用。

公开(公告)号：CN114031395A

公开(公告)日：2022-02-11

申请号：CN202111361930.6

申请日：2021-11-17

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  周学凡

IPC: C04B35/475 ,  C04B35/622 ,  C04B41/88 ,  H01L41/18 ,  H01L41/187

Abstract: 本发明属于功能陶瓷材料领域，具体涉及BNT‑BKT‑BT‑AlN复合压电材料，其为具有以下化学式的固溶陶瓷材料：(1‑x)[(1‑a‑b)Bi0.5Na0.5TiO3‑aBi0.5K0.5TiO3‑bBaTiO3]‑xAlN；其中，x＝0.001～0.05；a＝0.1～0.2；b＝0.01～0.10。本发明还提供了所述的材料的制备和应用。本发明研究发现，所述的全新的压电陶瓷材料可以兼具优异的压电系数d33、退极化温度Td性能。

公开(公告)号：CN109942292A

公开(公告)日：2019-06-28

申请号：CN201910292348.5

申请日：2019-04-12

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  周学凡 ,  祁核 ,  罗行

IPC: C04B35/475 ,  C04B41/88

Abstract: 本发明公开了一种钛酸铋钠基透明陶瓷材料及其制备方法，其化学通式为(0.95-x)Bi0.5Na0.5TiO3-0.05BaTiO3-xBi(Zn2/3Nb1/3)O3，x＝0.05～0.15(简写为(0.95-x)BNT-BT-xBZN)。采用传统固相法经过一次预烧，一次烧结而成，通过加入助烧剂和调节烧结工艺，成功在较低烧结温度下制备出透明细晶陶瓷，平均晶粒尺寸约为400nm。本发明制备的陶瓷片表现出强介电弛豫性，细长铁电电滞回线和高抗击穿电场，是一种优异的介电储能陶瓷材料。在18kV/mm的外加电场下获得了最高的放电能量密度2.83J/cm3，此时储能密度为4.23J/cm3，储能效率为67％。此外其储能性能的循环稳定性也十分优异，经过105次循环测试，放电能量密度的损失低于2％。

公开(公告)号：CN106519516B

公开(公告)日：2018-12-14

申请号：CN201611004728.7

申请日：2016-11-15

Applicant: 中南大学

Inventor： 张斗 ,  周学凡 ,  罗行 ,  吴忠 ,  周科朝

IPC: C08L27/16 ,  C08L91/06 ,  C08K9/10 ,  C08K7/08

Abstract: 本发明公开了一种基于石蜡包覆钛酸钡纳米颗粒的介电复合材料。利用成膜性和绝缘性好的石蜡作为修饰剂，包覆于150‑200nm尺寸的钛酸钡球形颗粒表面，制备成钛酸钡@石蜡核壳纳米结构的颗粒，然后与聚偏氟乙烯六氟丙烯(P(VDF‑HFP))聚合物基体复合，明显改善了其在P(VDF‑HFP)基体中的分散性和相容性。石蜡包覆钛酸钡/P(VDF‑HFP)复合物的渗流阈值相对钛酸钡/P(VDF‑HFP)复合物明显增大。当石蜡包覆钛酸钡球形纳米颗粒占复合物的体积分数为50％时，复合物介电常数在1kHz时增大到49.0，同时损耗低至0.06。在石蜡包覆钛酸钡球形纳米颗粒的体积分数为30％的条件下，复合物获得220kV/mm的抗击穿电场，能量密度高达13.85J/cm3。

公开(公告)号：CN119371198A

公开(公告)日：2025-01-28

申请号：CN202411949011.4

申请日：2024-12-27

Applicant: 中南大学

Inventor： 张妍 ,  李京芷 ,  周学凡 ,  张斗 ,  汤林

IPC: C04B35/26 ,  C04B35/622

Abstract: 本发明公开了一种高极化强度铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷的制备方法，根据铁酸铋‑钛酸钡陶瓷基铁电陶瓷的化学式配取各氧化物原料混合获得混合粉末，混合粉末进行预烧获得预烧粉，将预烧粉造粒获得粒料，粒料压制成型获得生坯，生坯经排胶烧结后获得烧结陶瓷，烧结陶瓷再经退火处理即得铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷；本发明通过烧结陶瓷进行退火处理，退火处理后，陶瓷内部由于Pb、Bi挥发产生的缺陷偶极子在温度场的作用下发生重排，且在陶瓷相发生了弛豫铁电体‑铁电体相变，从电滞回线反映为回线的束腰打开、矩形度增加，双极应变曲线由芽型转变为铁电体典型的蝴蝶型，陶瓷铁电性进一步得到了大幅度提升。

公开(公告)号：CN119069259A

公开(公告)日：2024-12-03

申请号：CN202411172266.4

申请日：2024-08-26

Applicant: 中南大学

Inventor： 周学凡 ,  张斗 ,  罗行

IPC: H01G4/12 ,  H01G13/00 ,  C04B35/475 ,  C04B35/462 ,  C04B35/622

Abstract: 本发明公开了一种超宽温稳定的钛酸铋钠基介质陶瓷材料及其制备方法，其化学式为(1‑x)(0.94Bi0.5Na0.5TiO3‑0.06BaTiO3)‑xCa(Fe0.5Ta0.5)O3，其中x为0.18‑0.22。所述钛酸铋钠基介质陶瓷材料采用传统固相法制备即可，其介电性能和温度稳定性十分优异：1kHz下室温介电常数为670，介电损耗低至0.0037，在‑150～450℃温度范围内介电常数的变化率小于15％，在‑110～300℃温度范围内介电损耗小于0.02。本发明所提供的超宽温稳定的钛酸铋钠基介质陶瓷材料适合用于高低温极端环境下的陶瓷介质电容器中。