[发明专利]一种钛酸锶钡陶瓷电容器材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷电容器材料及其制备方法，尤其是一种以钛酸锶钡为基的陶瓷电容器材料及其制备方法，属于功能陶瓷领域。

背景技术

Ba_xSr_1-xTiO₃(BST)陶瓷因具有优良的铁电、压电和绝缘性能，广泛应用于体积小而容量大的微型电容器、热敏电阻、超大规模动态随机存储器、调谐微波器件等，是电子陶瓷领域应用最广泛的材料之一。通过改变Ba/Sr比值可以调整BST的居里温度和介电常数，以满足相应的使用要求。高Ba含量的BST由于具有高介电常数以及介电常数的压控、温控可调性，成为广大科研工作者的研究热点；而对于低Ba含量BST的介电性能的研究却很少。低Ba含量的BST在室温为顺电相，具有低的介电损耗以及较高的介电常数，在微波器件、转换电容器，特别是储能方面具有广阔的应用前景。而采用固相烧结工艺制备BST陶瓷材料时，往往要求很高的烧结温度(1350℃～1400℃)。这不仅对设备要求高、不利于降低生产成本，而且易导致晶粒粗大，影响材料的介电性能，特别是击穿强度的降低。

因此，提供一种既能够在较低温度烧结致密，又具有高的耐压强度的低介电损耗陶瓷材料及其制备方法，就成该技术领域急需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种既能够在较低温度烧结致密，又具有高的耐压强度的低介电损耗陶瓷材料。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案予以实现：

一种钛酸锶钡陶瓷电容器材料，其特征在于：其组成和配比为：80vol％～98vol％的Ba_xSr_1-xTiO₃，2vol％～20vol％的BaO-SiO₂-B₂O₃系玻璃；所述Ba_xSr_1-xTiO₃中的x取值范围为0.2～0.5；所述的BaO-SiO₂-B₂O₃系玻璃中各成分的摩尔含量为BaO 48％～49％、SiO₂ 20％～21％、B₂O₃ 26％～27％、SrO 1％～2％、ZrO₂ 1％～2％、Al₂O₃ 0.5％～1％、MgO 0.1％～0.4％、Bi₂O₃ 0.1％～0.3％。

上述钛酸锶钡陶瓷电容器材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)采用传统固相反应法合成Ba_xSr_1-xTiO₃粉，x取值范围为0.2～0.5；

(2)按摩尔含量，将组分BaCO₃ 48％～49％、SiO₂ 20％～21％、B₂O₃ 26％～27％、SrCO₃ 1％～2％、ZrO₂ 1％～2％、Al₂O₃ 0.5％～1％、MgO 0.1％～0.4％、Bi₂O₃ 0.1％～0.3％充分混合，1100℃熔融1h，快速将玻璃液倒入冷水中淬火，制得玻璃碎片，然后将玻璃碎片球磨4h，过400目筛，制得玻璃粉；

(3)将玻璃粉按2vol％～20vol％比例添加到80vol％～98vol％的步骤(1)制备的Ba_xSr_1-xTiO₃粉中，以乙醇作为分散剂，采用玛瑙磨球，球磨24h，在90℃烘箱中烘干，得粉体；

(4)将步骤(3)所得粉体经过冷等静压，压制压力为200Mpa，压制成直径为20mm，厚度2mm的试样，空气气氛中，1000～1150℃烧结1h，制得陶瓷样品。