[发明专利]一种钛酸钡陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备领域，涉及一种钛酸钡陶瓷的制备方法。

背景技术

钛酸钡是一种十分重要的电子陶瓷材料，在电容器及传感器等方面有许多应用，虽然研究人员对钛酸钡陶瓷已经开展了广泛的研究，但其仍然存在一些问题。其中，居里温度过低是制约钛酸钡陶瓷应用的一个主要瓶颈。目前，文献中报道较多的掺杂改性通常使钛酸钡陶瓷的居里温度向低温方向移动。

文献“LemanovVV.ConcentrationdependenceofphononmodefrequenciesandtheGrüneisencoefficientsinBa_xSr_1-xTiO₃solidsolutions.PhysSolidState39:318–322(1997)”公开了一种陶瓷的制备方法。Sr²⁺离子取代A位的Ba²⁺离子使得居里温度以4℃/at.％Sr的速率向低温方向移动，文献“YuZ,AngC,GuoR,BhallaAS.DielectricpropertiesofBa(Ti1-xZrx)O3solidsolutions.Mater.Lett.61:326–329(2007)和“BaskaranN,ChangH.EffectofSndopingonthephasetransformationpropertiesofferroelectricBaTiO₃.J.Mater.Sci.–Mater.Electron.12:527–31(2001)”中通过掺杂Zr⁴⁺或Sn⁴⁺离子以取代Ti⁴⁺离子使得居里温度以5～6℃/at.％Zr或Sn的速率向低温方向移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛酸钡陶瓷的制备方法，解决了现有掺杂技术制备钛酸钡陶瓷过程降低了其居里温度的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钛酸钡陶瓷的制备方法，具体按以下步骤实施：

步骤1，在球磨罐中分别加入钛酸钡、二氧化钛、氧化钇和无水乙醇，球磨；

步骤2，将步骤1得到的球磨料烘干后，依次进行压块、预烧、研碎、再球磨、过筛，得到掺杂Y³⁺离子的钛酸钡粉料；

步骤3，将步骤2得到的掺杂Y³⁺离子的钛酸钡粉体通过等静压技术压制成型，烧结，得到钛酸钡陶瓷。

本发明的特点还在于，

步骤1物料中Ba²⁺离子、Ti⁴⁺离子及Y³⁺离子的摩尔百分比为：Ba²⁺离子49.25％～49.75％，Ti⁴⁺离子49.25％～49.75％，Y³⁺离子0.5％～1.5％，以上摩尔百分比之和为100％。

步骤1中球磨过程中按氧化锆球：料：无水乙醇体积比为3：1：1的比例混料球磨，球磨时间为8～12小时。

步骤2中预烧温度为1100～1200℃，预烧时间1～4小时。

步骤2中再球磨时间为8～12小时。

步骤3中等静压压力为200～250MPa。

步骤3中烧结温度为1250～1325℃，保温时间3～5小时。

本发明的有益效果是，本发明选取氧化钇作为掺杂剂，采用固相合成法制备含有不同含量Y³⁺离子的钛酸钡粉体，利用Y³⁺离子同时取代Ba²⁺与Ti⁴⁺离子引起的晶格应变，解决了掺杂制备过程中居里温度向低温方向移动的问题，有效提高了钛酸钡陶瓷的居里温度。

附图说明

图1是本发明方法不同掺杂条件下制备的钛酸钡粉体的X射线衍射图谱；

图2是本发明方法不同掺杂条件下制备的钛酸钡陶瓷的介电常数与介电损耗随温度变化图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种钛酸钡陶瓷的制备方法，具体按以下步骤实施：