[发明专利]高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法，本发明的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料的化学通式为(Pb_0.98‑xLa_0.02Ca_x)(Zr_0.7Sn_0.3)_0.995O₃，其中，x的取值范围为：4％≦x≦6％。本发明制备得到的锆酸铅基反铁多层陶瓷电容器具有高储能密度和储能效率的特点，有利于高功率大容量存储电容器件的开发和应用，且本发明的制备方法具有工艺简单以及能够实现制备致密流延厚膜等优点，利于本发明制备得到的电容器能够获得较大的施加电压，对实现优异的储能性能具有十分巨大的意义。

技术领域

本发明涉及电子功能材料技术领域，具体涉及一种高储能锆酸铅基反铁电多层陶瓷电容器及其制备方法。

背景技术

随着电子电路的小型化、集成化和多功能化，作为高功率密度大容量电容器的基础，高储能密度、高效率材料是当前大力发展的一种关键新能源材料。介电电容器作为微电子元器件的关键组成，对电力电子、脉冲功率等领域的发展具有重要的推动作用，已成为当前脉冲功率技术领域研究的重点。介电电容器的性能主要由介电材料决定，但是当前的商用介电材料具有相对较低的能量密度，这严重阻碍了其潜在的应用。因此，寻求高储能表现电容器为是本领域技术人员亟需解决的问题。

锆酸铅基反铁电材料由于其特有的介电性能和相变特性，是一种理想的储能电介质。在铅基反铁电体中，偶极子反向平行排列，在电场作用下可发生反转，此时反铁电相转换为铁电相，伴随着相变，介质的极化强度将突增；当去除所施加的电场，则偶极子再度反向排列，被诱导的铁电态又重新回到反铁电态，剩余极化强度为零，所存储的电荷被全部快速释放出来，这一特性使得反铁电材料在高功率密度电容器应用领域具有独特的优势，是一类有希望被用来开发高功率密度大容量电容器的关键材料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种高储能锆酸铅基反铁电反铁电材料，该材料具有高的储能密度与储能效率,有利于高功率大容量存储电容器件的开发和应用。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明的一个目的是提供一种锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料，其化学通式为(Pb_0.98-xLa_0.02Ca_x)(Zr_0.7Sn_0.3)_0.995O₃，其中，x的取值范围为：4％≦x≦6％。

本发明的又一个目的是提供上述的锆酸铅基反铁电厚膜陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照所述锆酸铅基反铁电多层电容器的组成化学式，称取四氧化三铅、氧化镧、碳酸钙、氧化锆和氧化锡，作为原料粉体；

(2)将所述原料粉体进行第一次球磨，烘干，在900-1000℃下保温2-4h，然后进行第二次球磨，烘干，得到锆酸铅基反铁电陶瓷粉体；

(3)将锆酸铅基反铁电陶瓷粉体与溶剂、分散剂混合，加入锆球球磨得到初级浆料；

(4)向所述初级浆料中加入粘结剂、均质剂球磨，得到最终浆料；

(5)对所述最终浆料进行脱泡处理，流延成膜，干燥后得到锆酸铅基反铁电陶瓷厚膜。

具体按照摩尔比(0.98-x)：0.02：x：0.7*0.995：0.3*0.995计算出所需各种药品质量。