[发明专利]低温烧结高介电常数陶瓷材料及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电子材料技术领域，具体涉及一种低温烧结高介电常数陶瓷材料及其制造方法。

【背景技术】

随着电子产品的发展，电子元器件越来越小型化，集成化程度越来越高。要实现微波设备的小型化、高可靠性和廉价性，就需要研发出更具有优越性的新型介质材料。电子元器件的尺寸与介质的介电常数成负相关，要实现微波设备的小型化，就必须研发出更高介电常数的材料，但高介电常数会有更大的介电损耗，寻求高介电常数、低介质损耗一直以来都是研发的目标。

相关技术中，得到高介电常数、低介电损耗的陶瓷材料需要在较高的烧结温度条件下进行，使该陶瓷材料制造工艺中的能耗、生产成本高，不利于高介电常数陶瓷电容器材料的应用与发展。

因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，实现在较低烧结温度下得到的电容器材料同样具有较高的介电常数。

本发明的技术方案是：

一种低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：将Bi₂O₃、Ni₂O₃、ZnO、CuO、Nb₂O₅按摩尔比19：1：18：2：20配料，加入酒精混合球磨8-10小时，将浆料烘干；

步骤S2：将步骤S1得到的粉料于720-780℃条件下煅烧3-5小时，形成主晶相；

步骤S3：在煅烧后的粉料中加入0.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚和酒精混合球磨20-30小时，并将浆料烘干；

步骤S4：将步骤3制备的粉料压制成型为坯体，并将坯体于950℃～1000℃下烧结，并保温4～6小时，随炉冷却得到所述种低温烧结高介电常数陶瓷材料。

优选的，所述步骤S1、S3中，烘干工艺均采用红外烘干，烘干温度为60-80℃。

优选的，所述步骤S3中，将浆料过滤后进行烘干，过滤筛网孔径为200-400目。

本发明还提供一种低温烧结高介电常数陶瓷材料，由所述低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法制造得到。

优选的，所述低温烧结高介电常数陶瓷材料的介电常数ε_r在1MHz测试条件下为180-200，0℃条件下电容量温度系数为-27×10^-6/℃～-20×10^-6/℃。

与相关技术相比，本发明提供的低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，有益效果在于：提供一种Bi、Zn原子掺杂的Bi₂O₃-ZnO-Nb₂O₅三元系陶瓷介质，并通过优化制造工艺步骤，使在较低温度下烧结得到的电容器材料具有介电常数高、介电损耗低的优点。经检测，采用本发明提供的低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，制造得到的电容器材料的介电常数ε_r在1MHz测试条件下为180-200，0℃条件下电容量温度系数为-27×10^-6/℃～-20×10^-6/℃。

【具体实施方式】

下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

一种低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，包括如下步骤：

步骤S1：将Bi₂O₃、Ni₂O₃、ZnO、CuO、Nb₂O₅按摩尔比19：1：18：2：20配料，加入酒精混合球磨8-10小时，将浆料烘干；

其中，采用红外烘干工艺，烘干温度为60℃；

步骤S2：将步骤S1得到的粉料于720℃条件下煅烧3-5小时，形成主晶相；

步骤S3：在煅烧后的粉料中加入0.5wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚和酒精混合球磨20-30小时，将浆料通过200目过筛后烘干；烘干工艺为红外烘干，烘干温度为60℃；

步骤S4：将步骤3制备的粉料压制成型为坯体，并将坯体于950℃下烧结，并保温4～6小时，随炉冷却得到所述种低温烧结高介电常数陶瓷材料。

实施例2

一种低温烧结高介电常数陶瓷材料的制造方法，包括如下步骤：