[发明专利]钛酸钡-铌锌酸铋基无铅弛豫铁电体储能陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.式I所示化合物，其特征在于：所述式I所示化合物的结构式如式I所示，

(1-x)BaTiO₃-xBi[Zn_2/3(Nb_1-yTa_y)_1/3]O₃+zM

式I

所述式I中，M表示ZrO₂；x、y、z分别表示Bi、Ta和M的摩尔分数，0.06≤x≤0.5，y＝0或0.01≤y≤0.3，0≤z≤0.3。

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：所述式I中，x＝0.1或0.15；y＝0.1或0.2。

3.由权利要求1或2任一所述式I化合物构成的陶瓷材料。

4.一种制备权利要求3所述陶瓷材料的方法，包括如下步骤：

以BaCO₃、TiO₂、Bi₂O₃、ZnO、Nb₂O₅、Ta₂O₅和ZrO₂为原料，按照所述式I的化学计量比进行配料，然后依次进行一次砂磨、一次烘干、煅烧、二次砂磨、二次烘干、造粒、压制成型、排胶和烧结，得到所述陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述一次砂磨和二次砂磨步骤中，砂磨介质均为水；砂磨介质质量为原料总质量的5~10倍；砂磨轮次为10~60轮；

所述一次烘干和二次烘干步骤中，温度为100~200℃；时间为12~24h；

所述煅烧步骤中，温度为800~1000℃；时间为2~5h；

所述造粒步骤中，所用粘合剂为聚乙烯醇；所述粘合剂的质量为原料总质量的5%~10%；

所述排胶步骤包括：以180~200^oC/h的升温速率升温到400~600^oC并保温2~4h；

所述烧结步骤包括：以180~200^oC/h的升温速率升温到1175~1250^oC并保温2~4h，再以180~200^oC/h的降温速率降温至室温。

6.权利要求1或2任一所述式I所示化合物或权利要求3所述陶瓷材料在制备电容器或多层陶瓷电容器中的应用。

7.一种多层陶瓷电容器，由若干个间隔排列的电介质层和电极层组成，且最外两侧均为电介质层；

所述电介质层由权利要求3所述陶瓷材料组成。

8.根据权利要求7所述的多层陶瓷电容器，其特征在于：所述电介质层的厚度为5~30μm；

所述电极层的厚度为1~2μm；

构成所述电极层的材料为Ag、Pd或Ag-Pd合金。

9.一种制备权利要求7或8所述多层陶瓷电容器的方法，包括如下步骤：

以BaCO₃、TiO₂、Bi₂O₃、ZnO、Nb₂O₅、Ta₂O₅和ZrO₂为原料，按照权利要求1或2所述式I的化学计量比进行配料，然后依次进行一次砂磨、一次烘干、煅烧、二次砂磨、二次烘干、配置流延浆料、流延、印刷电极、叠层、切割、排胶、烧结和被银而得。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述一次砂磨和二次砂磨步骤中，砂磨介质均为水；砂磨介质质量为原料总质量的5~10倍；砂磨轮次为10~60轮；

所述一次烘干和二次烘干步骤中，温度为100~200℃；时间为12~24h；

所述煅烧步骤中，温度为800~1000℃；时间为2~5h；

所述配置流延浆料步骤中，所用分散剂为酒精和/或乙酸乙酯；粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛；分散剂的用量为原料总质量的2~10倍；粘接剂的用量为原料总质量的3~10%；

所述印刷电极步骤中，所用电极为Ag-Pd电极；

所述排胶步骤包括：以180~200^oC/h的升温速率升温到400~600^oC并保温2~4h；

所述烧结步骤包括：以180~200^oC/h的升温速率升温到1175~1250^oC并保温2~4h，再以180~200^oC/h的降温速率降温至室温；

所述被银步骤中，烧渗温度为550~600℃；时间为20~30分钟。