[发明专利]一种复合型电泳悬浮液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电泳技术领域，涉及电泳沉积涂层技术，具体涉及一种复合型电泳悬浮液及其制备方法。

背景技术

BaTiO₃是钛酸盐系列电子陶瓷的基础原料，被称为电子陶瓷业的支柱。具有高介电常数和低介电损耗的特点，有优良的铁电、压电、耐压和绝缘性能，广泛地应用于制造陶瓷敏感元件，尤其是多层陶瓷容器、正温度系数热敏电阻等。近年来，随着微电子技术的发展，多层陶瓷容器的尺寸越来越小，为了在更小的尺寸下得到高的电容量，就要降低介电层的厚度而增加总的层数。为此，用多种沉积技术来制备BaTiO₃膜，例如溶胶-凝胶法、金属有机物化学气相沉积、磁控溅射等。由于电泳沉积具有设备简单、操作方便、可控膜厚范围宽、沉积工艺温和、易于控制、适用于复杂形状等优点，近年来得到越来越多的关注，并取得了长足的发展。

电泳沉积包括两个过程，首先是悬浮在分散介质中带电颗粒在电场作用下定向移动，其次是颗粒在电极上沉积形成致密均匀的薄膜。发生电泳沉积的前提是颗粒表面荷电并形成稳定的悬浮液，因此，有必要研究BaTiO₃悬浮液的稳定性。目前，常用聚丙烯酸、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸等分散剂对BaTiO₃粉体进行分散。然而，使用这些分散剂并不能得到电泳沉积所需的高Zata电位。

现有技术中采用聚环氧琥珀酸和聚丙烯酸基作为BaTiO₃悬浮液的分散剂，采用上述两种分散剂制备获得的电泳悬浮液具有高的稳定性，且电导率较高。但是上述电泳悬浮液适用的pH值为10.3～11.3，因而在酸性条件下无法使得BaTiO₃粉末在电泳悬浮液中分散均匀。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有技术的缺陷，获得一种在酸性条件下，BaTiO₃粉末能够分散均匀，且配合使用其他粉末提高电泳悬浮液的稳定性，本发明提供了一种复合型电泳悬浮液及其制备方法。

技术方案：一种复合型电泳悬浮液，包括BaTiO₃、TiO₂，BaTiO₃与TiO₂的质量比为m:m=6～9:1～2，二者占悬浮液总量的2～13%。

优选的，所述悬浮液的溶剂为异丙醇、乙腈和甲苯的混合溶液，三者的体积比为，异丙醇:乙腈:甲苯=4～11:1～2:3～5。

所述的一种复合型电泳悬浮液的制备方法，包含以下步骤：

（1）原料准备：将BaTiO₃、TiO₂按比例混合，研磨至粒径为50～300nm，加入去离子水中，超声振荡2～5分钟；

（2）溶剂准备：将异丙醇、乙腈和甲苯按比例混合，机械搅拌3～6分钟后加入正丁胺，加入量为溶剂总体积的1～4%，超声振荡2～5分钟；

（3）将步骤（1）获得的原料分散于步骤（2）获得的溶剂中，加入氯化钾，机械搅拌1～3分钟后，采用0.1mol/L的硫酸溶液调节pH值至5～6；

（4）向步骤（3）的产物中加入橄榄油，先机械搅拌再超声振荡即可制得。

优选的，步骤（1）中BaTiO₃、TiO₂的粉末粒径为200nm。

优选的，步骤（1）中粉末质量与去离子水的体积之比为2:3～5。

优选的，步骤（3）反应的温度为8～22℃。

优选的，步骤（4）中橄榄油占悬浮液总质量的0.2～2%。

优选的，步骤（4）中先机械搅拌3～7分钟，再超声振荡1～4分钟。

有益效果：（1）本发明所述的复合型电泳悬浮液BaTiO₃、TiO₂粉末分散均匀；（2）本发明所述电泳悬浮液稳定性高；（3）制备工艺简单，成本低。

具体实施方式

实施例1

一种复合型电泳悬浮液，包括BaTiO₃、TiO₂，BaTiO₃与TiO₂的质量比为m:m=6:1，二者占悬浮液总量的2%。

所述悬浮液的溶剂为异丙醇、乙腈和甲苯的混合溶液，三者的体积比为，异丙醇:乙腈:甲苯=4:1:3。

所述的一种复合型电泳悬浮液的制备方法，包含以下步骤：