鈮酸鈉,化學式NaNbO3,為無色三斜晶體結構,隨著溫度的變化,其晶型會發生轉變。以氧化鈮、碳酸鈉為原料,采用熱壓燒結法可制備得到鈮酸鈉陶瓷,是一種無鉛反鐵電陶瓷。鈮酸鈉無鉛反鐵電陶瓷在較高溫度條件下為鈣鈦礦結構,隨著溫度下降會產生相變,反鐵電相溫度范圍較寬。
反鐵電陶瓷包括鉛基反鐵電陶瓷、無鉛反鐵電陶瓷兩種。鉛基反鐵電陶瓷是傳統產品,研究與應用時間較長,市場份額占比較高。但鉛基反鐵電陶瓷成分中含有鉛元素,對環境安全危害大,隨著環保要求日益提高,無鉛反鐵電陶瓷受關注度提升,應用規模有望逐步擴大。
鈮酸鈉無鉛反鐵電陶瓷制備,可以采用溶膠凝膠法、固相燒結法、水熱法等工藝先制備鈮酸鈉陶瓷粉體,經壓制成型后再采用高溫燒結法制備得到鈮酸鈉陶瓷塊體。其中,水熱法制備的鈮酸鈉陶瓷粉體具有純度高、粒徑小、晶體發育完整等優點。
新思界
行業分析人士表示,電容器是鈮酸鈉無鉛反鐵電陶瓷的重要下游市場,隨著科技進步,電容器的充放電速度、功率密度、溫度穩定性、尺寸等要求不斷提高。鈮酸鈉無鉛反鐵電陶瓷結構相變豐富、電學可調性強,但與鈮酸銀(AgNbO3)無鉛反鐵電陶瓷相比,儲能性能較差,因此其技術研究還在不斷深入。
我國鈮酸鈉無鉛反鐵電陶瓷相關研究機構較多,主要有合肥工業大學、中國科學院上海硅酸鹽研究所、廣西大學、安徽工程大學、華南理工大學、清華大學等。例如,2024年5月,清華大學公開了一項名為“一種鈮酸鈉基反鐵電陶瓷材料及其制備方法和電容器”的專利,進一步提升了陶瓷材料的儲能性能;2025年1月,華南理工大學公開了一項名為“一種鈮酸鈉基反鐵電陶瓷材料及其制備方法與應用”的專利,為提高鈮酸鈉基反鐵電陶瓷材料的儲能特性提供了新思路。