铌酸钠,化学式NaNbO3,为无色三斜晶体结构,随着温度的变化,其晶型会发生转变。以氧化铌、碳酸钠为原料,采用热压烧结法可制备得到铌酸钠陶瓷,是一种无铅反铁电陶瓷。铌酸钠无铅反铁电陶瓷在较高温度条件下为钙钛矿结构,随着温度下降会产生相变,反铁电相温度范围较宽。
反铁电陶瓷包括铅基反铁电陶瓷、无铅反铁电陶瓷两种。铅基反铁电陶瓷是传统产品,研究与应用时间较长,市场份额占比较高。但铅基反铁电陶瓷成分中含有铅元素,对环境安全危害大,随着环保要求日益提高,无铅反铁电陶瓷受关注度提升,应用规模有望逐步扩大。
铌酸钠无铅反铁电陶瓷制备,可以采用溶胶凝胶法、固相烧结法、水热法等工艺先制备铌酸钠陶瓷粉体,经压制成型后再采用高温烧结法制备得到铌酸钠陶瓷块体。其中,水热法制备的铌酸钠陶瓷粉体具有纯度高、粒径小、晶体发育完整等优点。
新思界
行业分析人士表示,电容器是铌酸钠无铅反铁电陶瓷的重要下游市场,随着科技进步,电容器的充放电速度、功率密度、温度稳定性、尺寸等要求不断提高。铌酸钠无铅反铁电陶瓷结构相变丰富、电学可调性强,但与铌酸银(AgNbO3)无铅反铁电陶瓷相比,储能性能较差,因此其技术研究还在不断深入。
我国铌酸钠无铅反铁电陶瓷相关研究机构较多,主要有合肥工业大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、广西大学、安徽工程大学、华南理工大学、清华大学等。例如,2024年5月,清华大学公开了一项名为“一种铌酸钠基反铁电陶瓷材料及其制备方法和电容器”的专利,进一步提升了陶瓷材料的储能性能;2025年1月,华南理工大学公开了一项名为“一种铌酸钠基反铁电陶瓷材料及其制备方法与应用”的专利,为提高铌酸钠基反铁电陶瓷材料的储能特性提供了新思路。