[发明专利]一种高压陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高压陶瓷技术领域，具体涉及一种高压陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

目前广泛生产使用的高压陶瓷电容器材料中往往含有大量的铅，铅是一种强污染物范围的元素，它具有不可降解性，对人体和环境都会造成长期持久的伤害。且同时一般配方的无铅陶瓷电容器材料的介电常数较小，不能满足电子线路小型化的需求，且耐压值不够高；现有的钛酸钡基陶瓷材料虽然拥有一定的高介电常数和低介质损耗，但是其陶瓷材料的结构稳定性差。

发明内容

本发明提供了一种高压陶瓷材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述高压陶瓷有具有高介电常数、低介质损耗的优点，并且结构稳定性好。

为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：

一种高压陶瓷材料，包括以下重量份的原料：钛酸钡35～55份、氧化铝20～25份、二氧化钛5～7份、锆酸锶15～23份、钛酸锶3～8份、氧化钇2～6份、氧化锌1～3份、二氧化铈0.1～0.5份、膨润土1～2份。

优选的，所述高压陶瓷材料，包括以下重量份的原料：钛酸钡45～49份、氧化铝22～24份、二氧化钛5.2～6.3份、锆酸锶18～21份、钛酸锶4～7份、氧化钇3～5份、氧化锌2～3份、二氧化铈0.3～0.4份、膨润土1.1～1.7份。

优选的，所述高压陶瓷材料，包括以下重量份的原料：钛酸钡46份、氧化铝23份、二氧化钛5.9份、锆酸锶20份、钛酸锶6份、氧化钇4份、氧化锌2.3份、二氧化铈0.3份、膨润土1.5份。

优选的，所述钛酸钡的制备方法包括以下步骤：

（1）按1∶1的摩尔比配备碳酸钡和二氧化钛；

（2）对碳酸钡和二氧化钛进行研磨并混合均匀，再将碳酸钡和二氧化钛的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1260℃下保温120分钟，得到钛酸钡；

（3）将步骤（2）得到的钛酸钡放入研磨机研磨并过200目筛，即可得到所述钛酸钡。

优选的，所述膨润土为纳基膨润土。

一种制备所述高压陶瓷材料的方法，包括以下步骤：

（1）按上述配方称取钛酸钡、氧化铝、二氧化钛、锆酸锶、钛酸锶、氧化钇、氧化锌、二氧化铈、膨润土，备用；

（2）将钛酸钡、氧化铝、锆酸锶、钛酸锶用蒸馏水或者去离子水采用行星球磨机球磨混合，球磨3～8小时后，置于烘干机中烘干，制得干粉料；

（3）将步骤（2）制得的干粉料放入反应釜中，升温至500～600℃，保温1～2小时，在惰性气氛中加入二氧化钛、氧化钇、氧化锌、二氧化铈、膨润土，搅拌混合均匀，继续升温至700～800℃，得混合物料；

（4）将步骤（3）得到的混合物料中加入聚乙烯醇溶液，放入超声分散仪中分散30～50分钟，置于20～30MPa下挤压成型，然后置于1235～1245℃中烧结1～2小时；

（5）将步骤（4）得到的产物，以15℃/min的速度降温至800～850℃，保温1～2小时，然后自然冷却，得到所述高压陶瓷材料。

优选的，所述步骤（4）中聚乙烯醇溶液的浓度为10%。

优选的，所述步骤（4）中聚乙烯醇溶液的重量为混合物料重量的10%。

本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：

本发明所述的高压陶瓷材料对组分配方和制备工艺进行了优化改进，配方不含铅元素，绿色环保，成本低；通过对钛酸钡进行改性，极大的改善陶瓷材料的介电性能，大大提高陶瓷材料的介电常数与耐压值，还极大的降低了介质损耗，并且还极大的提高了陶瓷材料的结构稳定性，高温下稳定性得到极大的提高，改善了现有钛酸钡基陶瓷材料的稳定性差的问题；通过本发明配制的添加料与经过煅烧后的膨润土的协同作用，能够改善陶瓷材料的温度特性。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例涉及一种高压陶瓷材料，包括以下重量份的原料：钛酸钡35份、氧化铝20份、二氧化钛5份、锆酸锶15份、钛酸锶3份、氧化钇2份、氧化锌1份、二氧化铈0.1份、膨润土1份。

其中，所述钛酸钡的制备方法包括以下步骤：

（1）按1∶1的摩尔比配备碳酸钡和二氧化钛；

（2）对碳酸钡和二氧化钛进行研磨并混合均匀，再将碳酸钡和二氧化钛的混合物料放入氧化铝坩埚内，于1260℃下保温120分钟，得到钛酸钡；

（3）将步骤（2）得到的钛酸钡放入研磨机研磨并过200目筛，即可得到所述钛酸钡。