[发明专利]宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料及制备方法

说明书

本发明提供了宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料，化学通式为化学通式为Na_1+xBiTi₆O_14+0.5x，其中x＝‑0.02～0.02。此外本发明还提供该无铅电子陶瓷材料的制备方法。本发明无铅电子陶瓷材料通过改变Na的含量，提高了陶瓷的介温稳定性，降低了陶瓷的最小介电损耗，得到具有不同性能陶瓷片，从而可应用于不同性能要求的陶瓷电容器件中，应用范围广。

技术领域

本发明属于信息功能材料中电子陶瓷元件制备技术领域，具体涉及宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

介电材料是电容器、存储器、谐振器、滤波器等重要电子器件向高性能化和尺寸微型化进一步发展的重要基础。由于器件小型化和高能量密度存储的应用需要，对介电材料的探索是近年国内外新材料研究领域的一个热点。然而，实现介电性、低损耗、工作频带宽、温度稳定和可耐强电场的优异综合介电性能仍然是一项极其具有挑战性的任务。

对于占市场份额的78％的陶瓷电容器，可以分为两大类，其中第Ⅰ类陶瓷电容器，是指用介质损耗小，绝缘电阻高，介电常数随温度呈线性变化的陶瓷介质制造的电容器，它特别适用于谐振回路，以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路，或用于温度补偿；第Ⅱ类陶瓷电容器，是指铁电陶瓷作介质的电容器，因此也称铁电陶瓷电容器，这类电容器的比电容大，电容量随温度呈非线性变化，损耗较大，常在电子设备中用于旁路，耦合或者用于其他对损耗和电容稳定性要求不高的电路中。因此，研究一种性能良好的第Ⅰ类陶瓷电容器具有良好的市场应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料，采用传统固相反应法即可制得，具有介电常数稳定、最小介电损耗低、高温高频稳定性好等优点。

本发明技术方案是提供了宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料，其化学通式为Na_1+xBiTi₆O_14+0.5x，其中x＝-0.02～0.02。

进一步的，所述无铅电子陶瓷材料化学通式中x＝-0.02。

进一步的，所述无铅电子陶瓷材料化学通式中x＝-0.01。

进一步的，所述无铅电子陶瓷材料化学通式中x＝0.01。

进一步的，所述无铅电子陶瓷材料化学通式中x＝0.02。

进一步的，所述无铅电子陶瓷材料频率为1MHz介电常数为25.31～28.65，最小介电损耗为0.0007～0.0020。

另外，本发明实施例还提供了上述宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将反应物Na₂CO₃,TiO₂，Bi₂O₃粉末置于干燥器中冷却至室温后由化学通式中元素的化学计量比称重；

2)将步骤1)中的反应物粉末在去离子水中混合球磨并干燥，干燥后的反应物粉末预烧，预烧后的粉末进行二次球磨，最后干燥研磨，得到钛酸铋钠基无铅压电陶瓷粉体；

3)将步骤2)得到的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷粉体经造粒、压片、排胶处理后，在封闭的氧化铝坩埚中1000～1080℃烧结1～2h，得到宽工作温区低介电损耗的无铅电子陶瓷材料。

进一步的，所述步骤1)中反应物Na₂CO₃粉末的纯度为99.8％，TiO₂，Bi₂O₃粉末的纯度为99％。

进一步的，所述步骤2)中预烧温度为750～900℃，预烧时间为1～3h。