以叠片陶瓷电容器(MLCC)制作的超级电容器电池(SCB)具有广阔的应用前景。设计和合成了具有“芯-壳”结构的纳米粉体材料及其细晶陶瓷的巨介电材料是解决这一问题的关键。本成果以“芯-壳”结构材料作为理论研究基础,扩展和延伸本项目的计划研究内容。主要研究内容包括: (1)设计并合成单分散微纳米结构的钛酸铜钙(CCTO)粉体,然后依次包覆钛酸锶(STO)、氧化铝绝缘层和钙镁铝硅酸盐玻璃(CMASO)和锌硼硅氧化物玻璃(ZBSO),得到具有“芯-壳”结构的CCTO@STO@Al2O3@CMASO等介质材料,探讨相关反应机理,以及结构与性质的构效关系。这是本项目的最初思路和研究内容。 (2)开展具有“芯-壳”结构的复合氧化物多功能纳米材料的研究及其应用方面的工作,获得了具有良好光催化作用和靶向载药性能的氧化铁为“芯”的纳米功能复合氧化材料。这为本项目的“芯-壳”结构复合氧化材料的设计和合成奠定基础。 (3)通过简单的湿化学法合成得到具有“芯-壳”结构的钛酸钡基或者锆钛酸钡基微纳米粉体及其陶瓷材料,获得了具有巨介电常数的钛酸钡基微纳米粉体和细晶陶瓷的介质材料,并满足Y5V特性;同时,还得到具有很高介电常数并满足X8R型的温度稳定型介电材料。 通过本项目的研究,丰富了具有“芯-壳”结构的功能无机复合氧化材料构建理论;完成了本项目提出的巨介电材料设计和合成目的。发表期刊论文16篇,其中SCI源期刊论文8篇(二区5篇), EI收录1篇,会议论文4篇;申请发明专利8项(1项为实用新型),获得授权专利4项(1项为实用新型);获得2012年陕西省高等学校科学技术奖一等奖和2012年陕西省科学技术奖二等奖各1项。培养博硕士生分别8名和2人,其中7名硕士生和1名博士生已经毕业。本成果将为叠片陶瓷电容器(MLCC)制作的超级电容器电池提供新的介电材料和理论基础。