[发明专利]一种高致密度、高介电常数的五氧化二钽基陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高致密度、高介电常数的五氧化二钽基陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

(1)配料：以五氧化二钽和二氧化钛粉料为原料，按照名义化学分子式(Ta₂O₅)_(1-x)(TiO₂)_x称量原料，其中，x的取值范围是0.00-0.11mol％；

(2)球磨：将称量好的原料导入球磨罐中，采用湿法球磨，球磨时间为10-14h，转速为360-400r/min，每8-12min改变一次旋转方向；

(3)烘干、过筛：将经过球磨后的混料干燥、过筛；

(4)预烧：将筛分后的混料在空气环境下，加热至1250-1400℃，保温22-26h，随炉冷却至室温；

(5)二次球磨：将预烧后的粉料进行研磨，直至分散，将分散后的混料再次进行球磨，球磨参数参照步骤(2)进行；

(6)烘干、过筛：将经过球磨后的混料干燥、过筛；

(7)放电等离子体烧结：称取步骤(6)得到的粉料，采用SPS烧结炉在真空度为2.5-3.5Pa的气压下进行烧结得到陶瓷样品，设置升温速率为40-60℃/min，最终烧结温度为800-1200℃，保温时间为5-30min，单轴烧结压力为5-90MPa；

(8)打磨：将烧结得到的陶瓷样品经过打磨后进行清洗，干燥待用；

(9)热处理：将打磨后的陶瓷样品，在空气环境下加热至1100-1350℃，保温2-4h，冷却至室温，即得到五氧化二钽基陶瓷产品。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述五氧化二钽为正交型五氧化二钽，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中按照名义化学分子式(Ta₂O₅)_(1-x)(TiO₂)_x称量原料，其中，x的取值范围是0.05-0.11mol％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中球磨介质为无水乙醇，球磨时间为12h，转速为380r/min，每10min改变一次旋转方向。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，将筛分后的混料在空气环境下，以5℃/min加热至1350℃，保温24h，随炉冷却至室温。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(7)中，采用SPS烧结炉在真空度为3Pa的气压下进行烧结，设置升温速率为50℃/min，最终烧结温度为900-1100℃，保温时间为5-10min，单轴烧结压力为5-50MPa。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(8)中，以无水乙醇为介质，清洗10min，再放置于干燥箱中干燥待用。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(9)中，将打磨后的陶瓷样品，在空气环境下以5℃/min加热至1100-1350℃，保温3h，随炉冷却至室温。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)或(6)中，将经过球磨后的混料放置在温度为90℃的鼓风干燥箱中干燥12h，再将烘干后的粉料移入120目的筛网中过筛。

10.权利要求1至9任一项所述的方法制备得到的高致密度、高介电常数的五氧化二钽基陶瓷。