一种中温烧结高介电常数电介质材料制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中温烧结高介电常数电介质材料的制备方法，其化学式Ba1‑xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015；先分别将BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2按化学计量式进行配料,粉料经过球磨、烘干、过筛后于1000～1200℃预烧；再将预烧后的原料二次球磨、烘干、过筛后压力成型为坯体，坯体于1250℃～1290℃烧结，制成高介电常数电介质材料。本发明专利技术制得的电介质材料，具有高的介电常数(10825～47019)、低的介电损耗(0.034～0.105)以及适中的烧结温度(1250～1290℃)。

Preparation method of dielectric material with high dielectric constant at medium temperature sintering

The invention discloses a medium temperature sintering high dielectric constant dielectric materials preparation method, chemical formula Ba1 xSm2x/3 (Zr0.15Ti0.85) O3, of which 0 < x < 0.015; BaCO3 first, Sm2O3, TiO2, ZrO2 according to the stoichiometry of the ingredients, the powder after ball milling, drying and sieving after 1000 ~ 1200 DEG C pre sintering; and then calcining the raw material after two times of milling, drying and sieving after molding pressure for the body, the body temperature of 1250 to 1290 DEG C sintering, made of high dielectric constant. The dielectric material prepared by the invention, have high dielectric constant (10825 ~ 47019), low dielectric loss (0.034 ~ 0.105) and moderate sintering temperature (1250 ~ 1290 C).

【技术实现步骤摘要】
一种中温烧结高介电常数电介质材料制备方法
本专利技术属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种中温烧结高介电常数的电介质材料的制备方法。
技术介绍
随着移动通信设备逐渐向小型化、多功能化、智能化方向发展，对电子元器件也提出了微型化、集成化的要求。陶瓷电容器是电子设备中占据比例较大的一类电子元器件，因此,减小电容器的尺寸对实现电子器件和设备的小型化起到了至关重要的作用。锆钛酸钡(Ba(Zr0.15Ti0.85)O3)是BaTiO3中Zr4+取代部分Ti4+后形成的固溶体系。由于Zr4+比Ti4+更稳定，该体系相比BaTiO3具有更好的介电常数(～15000)和适中的介电损耗(～0.06)，为了适应电子设备向小型化方向发展的需求，需要进一步提高锆钛酸钡体系的介电常数并降低介电损耗。此外，Ba(Zr0.15Ti0.85)O3的烧结温度较高(>1400℃)，导致体系需要较高的能耗才能实现其致密化烧结，通过选取合适的离子掺杂，可以在提高其介电常数的同时降低烧结温度。
技术实现思路
本专利技术的目的，是在现有技术的基础上，提供一种高介电常数电介质材料的制备方法。本专利技术通过如下技术方案予以实现。一种中温烧结高介电常数电介质材料的制备方法，其化学式为Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015；具体实施步骤如下：(1)分别将BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2按化学计量式Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015进行配料,将粉料放入球磨罐中，加入无水乙醇和锆球后，球磨4～8小时；(2)将步骤(1)球磨后的粉料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；(3)将过筛后的粉料放入氧化铝坩埚后置于中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温2～6小时；(4)将步骤(3)预烧后的原料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8～14小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以1～6MPa的压力压制成坯体；(5)将步骤(4)的坯体于1250℃～1290℃烧结，保温2～8小时，制成具有中温烧结的高介电常数电介质材料。所述步骤(1)粉料采用行星式球磨机进行球磨，球磨机转速为400转/分。所述步骤(1)Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3中Sm的含量为x＝0.006。所述步骤(5)的烧结温度为1270℃。本专利技术制得的Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3(0＜x≤0.015)电介质材料，具有高的介电常数(10825～47019)、低的介电损耗(0.034～0.105)以及适中的烧结温度(1250～1290℃)。具体实施方式本专利技术以分析纯的BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2为初始原料，通过固相法制备一种具有中温烧结的高介电常数的电介质材料，具体实施方案如下：1.将BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2按化学计量式(Ba0.991Sm0.006)(Zr0.15Ti0.85)O3进行配料，配比为：8.25063gBaCO3、0.0437gSm2O3、2.865gTiO2，0.7798gZrO2，将约10g的混合粉料放入尼龙罐中，加入150ml去离子水，加入100g的锆球后，在行星式球磨机上球磨6小时，转速为400转/分；2.将球磨后的原料置于干燥箱中，于100℃烘干，而后过40目筛；3.烘干过筛后的粉料放入中温炉，于1100℃预烧，保温4小时；4.将步骤3预烧后的粉料加入0.5wt.％PVA进行混合，放入球磨罐中，加入氧化锆球和去离子水，球磨12小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以4MPa的压力压制成坯体；5.将生坯在1270℃烧结，保温4小时，制成具有高介电常数的电介质材料。6.用HEWLETTPACKARD4278A测试所得制品的介电性能，性能如下：介电常数：47019介电损耗：0.034实施实例2-6实施例2-6为不同Sm含量Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其预烧温度、烧结温度、烧结时间与介电性能详见表1，其余制备过程与实施例1完全相同。表1本专利技术并不局限于上述实施例，很多细节的变化是可能的，但这并不因此违背本专利技术的范围和精神。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中温烧结高介电常数电介质材料的制备方法，其化学式为Ba1‑xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015；具体实施步骤如下：(1)分别将BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2按化学计量式Ba1‑xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015进行配料,将粉料放入球磨罐中，加入无水乙醇和锆球后，球磨4～8小时；(2)将步骤(1)球磨后的粉料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；(3)将过筛后的粉料放入氧化铝坩埚后置于中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温2～6小时；(4)将步骤(3)预烧后的原料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水乙醇，球磨8～14小时，烘干后过筛，再用粉末压片机以1～6MPa的压力压制成坯体；(5)将步骤(4)的坯体于1250℃～1290℃烧结，保温2～8小时，制成具有中温烧结的高介电常数电介质材料。

【技术特征摘要】
1.一种中温烧结高介电常数电介质材料的制备方法，其化学式为Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015；具体实施步骤如下：(1)分别将BaCO3、Sm2O3、TiO2、ZrO2按化学计量式Ba1-xSm2x/3(Zr0.15Ti0.85)O3，其中0＜x≤0.015进行配料,将粉料放入球磨罐中，加入无水乙醇和锆球后，球磨4～8小时；(2)将步骤(1)球磨后的粉料放入干燥箱中，于100～120℃烘干，然后过40目筛；(3)将过筛后的粉料放入氧化铝坩埚后置于中温炉中，于1000～1200℃预烧，保温2～6小时；(4)将步骤(3)预烧后的原料，放入球磨罐中，加入氧化锆球和无水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，孙正，杜明昆，郑浩然，乔坚栗，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12