本发明专利技术公开了一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，其化学组成通式满足：0.92Na0.5Bi0.5TiO3‑0.08BaTiO3‑xLiBa2Nb5O15，其中x表示摩尔分数，0.2≤x≤0.5。本发明专利技术通过固相法分别制备主料Na0.5Bi0.5TiO3，辅料BaTiO3和LiBa2Nb5O15，然后按照配比依次进行配料、球磨、烘干、造粒、过筛后压制成生坯，生坯于1120～1150℃保温2～3小时烧结，烧渗制备电极，制得该陶瓷电容器。本发明专利技术制备的陶瓷电容器以NBT为基体，向其中加入少量BaTiO3，并采用具有LiBa2Nb5O15进行掺杂改性，LiBa2Nb5O15的掺入有利于压低NBT的介电峰，使得其在介电常数相对较高的情况下，同时可在较宽的温度范围内，保持较低的介电损耗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能陶瓷领域，特别涉及一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法。
技术介绍
近年来，随着市场要求不断提高，电子设备所处的工作环境要求也越来越苛刻，例如航空航天、石油钻探等领域工作环境温度远高于常规工作温度。但是，随着工作温度的升高，电子设备的损耗也急剧增大，对其使用效率产生了很大影响。所以，开发使用温度尽可能高同时可以保持低损耗的的多层陶瓷电容器显得尤为重要。目前，含铅的材料应用较为广泛，但是由于含铅的氧化物对人体的健康不利，对环境的污染严重，所以为了环保化，开发无铅陶瓷电容器很有必要。对于电容器而言，铁电介质具有大介电常数值能满足电容量大要求，同时也能适应电子设备微型化的要求。但是，大介电常数使得介电损耗也相应地增大，所以无铅化和高温度范围具有低损耗是陶瓷电容器的两个重要发展方向。BaTiO3陶瓷由于具有良好的铁电性能、压电性能和较高的介电常数，所以常用来制备多层陶瓷电容器。目前，大多数高温度范围具有低损耗的陶瓷电容器仍是以BaTiO3为基体，向其中掺杂一些化合物改性来达到目的。以NBT为基体来进行改性的高温度低损耗材料鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，以NBT为基体，在高的温度范围内具有较低损耗。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：具有如下步骤：(1)按照化学计量比为0.92Na0.5Bi0.5TiO3-0.08BaTiO3-xLiBa2Nb5O15，取BaTiO3粉体、Na0.5Bi0.5TiO3粉体和LiBa2Nb5O15粉体进行混合，将得到的混合物进行球磨、烘干、造粒和过筛后，形成筛分料，其中x表示摩尔分数，0.2≤x≤0.5；(2)将步骤(1)所得筛分料制成试样，将试样在1120～1150℃保温2～3小时进行烧结，然后冷却至室温；(3)打磨并清洗步骤(2)烧结好的试样后，在试样正反两面均匀涂覆银电极浆料，于600～650℃烧结30～40分钟，得到NBT基高温度低损耗陶瓷电容器。进一步地，BaTiO3粉体的制备步骤包括：首先按照摩尔比1:1称取BaCO3和TiO2形成混合物A，取混合物A与锆球石及去离子水按照质量比为1:(1～2):1混合球磨3～4h，并在60～80℃烘干，再于1120～1150℃煅烧，制得BaTiO3粉体。进一步地，Na0.5Bi0.5TiO3粉体的制备步骤包括：首先按照摩尔比1:1:4称取Na2CO3、Bi2O3和TiO2形成混合物B，取混合物B与锆球石及去离子水按照质量比为1:(1～2):1混合球磨3～4h，并在60～80℃烘干，再于800～850℃煅烧，制得Na0.5Bi0.5TiO3粉体。进一步地，LiBa2Nb5O15粉体的制备步骤包括：首先按照摩尔比4:1:5称取BaCO3，Li2CO3和Nb2O5形成混合物C，取混合物C与锆球石及去离子水按照质量比为1:(1～2):1混合球磨3～4h并在60～80℃烘干，再于1000～1100℃煅烧，制得LiBa2Nb5O15粉体。进一步地，x＝0.2、0.3、0.4或0.5。进一步地，步骤(1)中的烘干温度为60～80℃。进一步地，步骤(1)中，混合物、锆球石及去离子水混合、球磨、烘干后形成烘干料，将质量浓度为5～6％的粘合剂添加至烘干料中进行造粒，得到造粒料，粘合剂占烘干料质量的9～10％。进一步地，步骤(1)中的过筛是将造粒料分别过40目和80目筛取中间料，获得筛分料；步骤(2)中筛分料在110～120MPa的压强下制成试样。进一步地，步骤(2)中，试样先进行排胶处理再进行烧结，排胶处理是将试样在600～700℃的马弗炉中保温30～40min。进一步地，步骤(2)中，试样置于以氧化锆为垫板的氧化铝匣钵内在高温箱式炉内，以2℃/min升温至500℃，再以5℃/min升温至1120～1150℃保温2～3小时，最后以5℃/min降温至500℃后，随炉冷却至室温。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：1.本专利技术采用固相法制备，工艺成熟，适合产业化生产。2.以NBT为基体，向其中加入少量BaTiO3，主要采用具有超低损耗的LiBa2Nb5O15进行掺杂改性，LiBa2Nb5O15的掺入有利于压低NBT的介电峰，使得其在介电常数相对较高(＞1500)的情况下，同时可在70～402℃的温度范围内，能保持较低的介电损耗(≤2％)；3.通过对比得知，LiBa2Nb5O15的添加可以显著扩大损耗小于0.02的温度范围，使陶瓷在更高更宽的温度范围内保持超低的介电损耗，且本专利技术化学组成和制备工艺简单、原料廉价环保，因此本专利技术方法制备的NBT基高温度低损耗陶瓷电容器，具有广阔的应用前景，为进一步研究在高温度下具有超低损耗的陶瓷电容器奠定了基础。【附图说明】图1是本专利技术实施例1-4的介电损耗随温度的变化曲线图。图2为陶瓷中未添加LiBa2Nb5O15的介电损耗随温度变化图。【具体实施方式】本专利技术包括如下步骤：(1)首先制备BaTiO3、Na0.5Bi0.5TiO3、LiBa2Nb5O15备用：①按照摩尔比1:1称取BaCO3和TiO2形成混合物A；取混合物A与锆球石及去离子水，按照质量比1:(1～2):1，混合球磨3～4h并在60～80℃烘干，再于1120～1150℃煅烧3h，制得粉体BaTiO3；②按照摩尔比1:1:4称取Na2CO3、Bi2O3和TiO2形成混合物B；取混合物B与锆球石及去离子水，按照质量比1:(1～2):1，混合球磨3～4h并在60～80℃烘干，再于800～850℃煅烧3h，制得粉体Na0.5Bi0.5TiO3；③按照摩尔比4:1:5称取BaCO3，Li2CO3和Nb2O5形成混合物C；取混合物C与锆球石及去离子水，按照质量比1:(1～2):1，混合球磨3～4h并在60～80℃烘干，再于1000～1100℃煅烧3h，制得粉体LiBa2Nb5O15；(2)将步骤(1)得到的粉体BaTiO3、Na0.5Bi0.5TiO3和LiBa2Nb5O15按照0.92Na0.5Bi0.5TiO3-0.08BaTiO3-xLiBa2Nb5O15配料，其中x表示摩尔分数，0.2≤x≤0.5，取混合物与锆球石及去离子水，按照质量比1:(1～2):1，混合球磨3～4h、60～80℃烘干后形成烘干料，将质量浓度为5～6％的聚乙烯醇(PVA)作为粘合剂添加至烘干料中进行造粒，并分别过40目和80目筛取中间料，得到筛分料，其中粘合剂占烘干料质量的9～10％；(3)将步骤(2)所得筛分料在110～120MPa的压强下制成陶瓷生坯试样，先在马弗炉中排胶，排胶处理为将陶瓷生坯在600～700℃的马弗炉中保温30～40min以排去水分及有机物，然后，置于以氧化锆为垫板的氧化铝匣钵内在高温箱式炉内，以2℃/min升温至500℃，以5℃/min升温至1120～1150℃保温2～3小时，接着，以5℃/min降温至500℃后，随炉冷却至室温；(4)打磨、清洗步骤(3)烧结好的试样后，在试样正反两面均匀涂覆银电极浆料，于600～650℃烧结30～40分钟，得到NBT基高温度低损耗陶瓷电容器。实施例1：本专利技术NBT基高温度低损耗陶瓷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，具有如下步骤：(1)按照化学计量比为0.92Na0.5Bi0.5TiO3‑0.08BaTiO3‑xLiBa2Nb5O15，取BaTiO3粉体、Na0.5Bi0.5TiO3粉体和LiBa2Nb5O15粉体进行混合，将得到的混合物进行球磨、烘干、造粒和过筛后，形成筛分料，其中x表示摩尔分数，0.2≤x≤0.5；(2)将步骤(1)所得筛分料制成试样，将试样在1120～1150℃保温2～3小时进行烧结，然后冷却至室温；(3)打磨并清洗步骤(2)烧结好的试样后，在试样正反两面均匀涂覆银电极浆料，于600～650℃烧结30～40分钟，得到NBT基高温度低损耗陶瓷电容器。
【技术特征摘要】
1.一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，具有如下步骤：(1)按照化学计量比为0.92Na0.5Bi0.5TiO3-0.08BaTiO3-xLiBa2Nb5O15，取BaTiO3粉体、Na0.5Bi0.5TiO3粉体和LiBa2Nb5O15粉体进行混合，将得到的混合物进行球磨、烘干、造粒和过筛后，形成筛分料，其中x表示摩尔分数，0.2≤x≤0.5；(2)将步骤(1)所得筛分料制成试样，将试样在1120～1150℃保温2～3小时进行烧结，然后冷却至室温；(3)打磨并清洗步骤(2)烧结好的试样后，在试样正反两面均匀涂覆银电极浆料，于600～650℃烧结30～40分钟，得到NBT基高温度低损耗陶瓷电容器。2.如权利要求1所述的一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：BaTiO3粉体的制备步骤包括：首先按照摩尔比1:1称取BaCO3和TiO2形成混合物A，取混合物A与锆球石及去离子水按照质量比为1:(1～2):1混合球磨3～4h，并在60～80℃烘干，再于1120～1150℃煅烧，制得BaTiO3粉体。3.如权利要求1所述的一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：Na0.5Bi0.5TiO3粉体的制备步骤包括：首先按照摩尔比1:1:4称取Na2CO3、Bi2O3和TiO2形成混合物B，取混合物B与锆球石及去离子水按照质量比为1:(1～2):1混合球磨3～4h，并在60～80℃烘干，再于800～850℃煅烧，制得Na0.5Bi0.5TiO3粉体。4.如权利要求1所述的一种NBT基高温度低损耗陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：LiBa2Nb5O15粉体的制备步...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲永平，万晶，吴煜蓉，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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