本发明涉及一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料及其制备方法和应用，属于功能陶瓷发明。
背景技术：
1、随着对便携式电子产品、电动汽车以及大规模储能设备需求的不断增长，传统电介质陶瓷材料由于其脉冲功率应用、超快的充放电速度、高功率密度得到了广泛关注。为满足以上领域的使用需求，开发具有优异储能性能的新型介质陶瓷来满足先进脉冲功率电容器的实际需求变得越来越重要和迫切。弛豫铁电材料由于具有较高的击穿场强、较大的饱和极化以及较小的剩余极化而备受关注。
2、钨青铜化合物作为铁电体系的一员，因其优越的电光、介电、铁电和热释电性能而备受关注，四方钨青铜的结构通式为(a1)2(a2)4(c)4(b1)2(b2)8o30，sr2+、ba2+、ca2+、pb2+、k+、na+以及一些稀有金属离子占据a1和a2位点，b位离子一般为nb5+、ta5+，c位由li+等小半径离子占据，但一般情况下为空。钨青铜结构化合物根据a位的占据情况，全满时称为充满型、部分填充时称为非充满型。a位空位的离子占用情况和无序程度会影响nbo6八面体极性单元沿c轴方向和ab平面的畸变，产生一些特殊的介电和铁电行为。充满型钨青铜结构，例如sr1.88ho0.12nanb4.88ti0.12o15(wrec＝1.7j/cm3 and η＝89％)(acs sustainablechem.eng.2020,8(47):17527-17539)相比于非充满型钨青铜结构，例如(sr0.5ba0.5)1.02nb1.98fe0.02o6(wrec＝0.595j/cm3 and η＝91.3％)(ceram.int.2019，45(8)：11109-11113)，通常具有更优异的储能性能，因此，大多数研究都集中在基于在充满型钨青铜结构来设计优异的储能材料。
技术实现思路
1、为此，本发明考虑到非充满型钨青铜结构作为钨青铜化合物具有较宽的组分设计空间，首次基于非充满型钨青铜结构成功设计高熵组分。本发明的目的在于提供一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料及其制备方法。
2、第一方面，本发明提供了一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的组成为:(pb0.2sr0.2ba0.2la0.2na0.2)nb2o6。
3、本发明中，通过在非充满型钨青铜结构的a位进行高熵设计，即等摩尔比的pb2+、sr2+、ba2+、la3+、na+五种金属离子，得到了非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料。
4、较佳的，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料符合非充满型钨青铜结构通式：(a1)2(a2)4(c)4(b1)2(b2)8o30，其中a位部分填充，c位为空。具体地，所述钨青铜结构铁电陶瓷结构上c位空隙为空，a位空隙占据了5个位点(未全满)，为非充满型钨青铜结构。
5、较佳的，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的a位含五种等摩尔比含量的元素，材料构型熵较佳的，所述所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的最大极化强度为37.78μc/cm2，储能密度为6.16j/cm3，储能效率为82.12％。
6、另一方面，本发明提供了一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的制备方法，包括：
7、(1)选取氧化铅粉体、碳酸锶粉体、碳酸钡粉体、氧化镧粉体、碳酸钠粉体、以及五氧化二铌粉体作为原材料，按照化学式(pb0.2sr0.2ba0.2la0.2na0.2)nb2o6称量并混合，然后在1140℃～1200℃下预烧处理，得到陶瓷粉体；
8、(2)将所得陶瓷粉体和粘结剂混合，再经造粒、过筛、成型和排塑，得到陶瓷坯体；
9、(3)将所得陶瓷坯体，在1250℃～1300℃下烧结处理，得到所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料。
10、较佳的，步骤(1)中，所述混合的方式为球磨混合；无水乙醇作为球磨介质，转速为280～300转/分钟，时间为4～6小时、优选为6小时。
11、较佳的，步骤(1)中，所述预烧处理的时间为3～4小时。
12、较佳的，步骤(1)中，所述预烧处理的升温速率不高于2℃/分钟。
13、较佳的，步骤(2)中，所述粘结剂为浓度为6～7wt.％的聚乙烯醇水溶液；所述粘结剂的加入量为陶瓷粉体质量的6～7wt.％。
14、较佳的，步骤(2)中，所述过筛的筛网为40目。
15、较佳的，步骤(2)中，所述排塑的温度为750～800℃，时间为1～3小时。
16、较佳的，步骤(3)中，所述烧结处理的时间为3～4小时。
17、较佳的，步骤(3)中，所述烧结处理的升温速率不高于2℃/分钟。
18、再一方面，本发明提供了一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料在制备脉冲功率电容器中的应用
19、有益效果：
20、本发明中，首次在非充满型钨青铜结构中成功设计高熵组分，所得非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料具有稳定的单相结构，晶粒较小且均匀分布，同时高熵化的设计在a位引入多种不同价态和半径的离子，从而产生强烈的成分波动和化学无序，诱导弛豫行为，使得该高熵铁电陶瓷在483.5kv/cm下获得了6.16j/cm3的储能密度和82.12％的储能效率，具有满足先进脉冲功率电容器实际需求的潜力。本发明为设计新型介电材料提供了新思路。本发明制备工艺简单。
1.一种非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料，其特征在于，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的组成为:(pb0.2sr0.2ba0.2la0.2na0.2)nb2o6。
2.根据权利要求1所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料，其特征在于，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料符合非充满型钨青铜结构通式：(a1)2(a2)4(c)4(b1)2(b2)8o30，其中a位部分填充，c位为空。
3.根据权利要求1所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料，其特征在于，所述非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的a位含五种等摩尔比含量的元素，材料构型熵△
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料，其特征在于，所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的最大极化强度为37.78μc/cm2，储能密度为6.16j/cm3，储能效率为82.12％。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合的方式为球磨混合；无水乙醇作为球磨介质，转速为280～300转/分钟，时间为4～6小时，优选为6小时。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述预烧处理的时间为3～4小时；所述预烧处理的升温速率不高于2℃/分钟。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述所述粘结剂为浓度为6～7wt.％的聚乙烯醇水溶液；所述粘结剂的加入量为陶瓷粉体质量的6～7wt.％；所述过筛的筛网为40目；所述排塑的温度为750～800℃，时间为1～3小时。
9.根据权利要求5-8所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述烧结处理的时间为3～4小时；所述烧结处理的升温速率不高于2℃/分钟。
10.一种权利要求1-4中任一项所述的非充满型钨青铜结构高熵铁电陶瓷材料在制备脉冲功率电容器中的应用。