（Ｎａ１／２Ｂｉ１／２）ＴｉＯ３／ＢａＴｉＯ３陶瓷介质材料及其电容器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种（Ｎａ１／２Ｂｉ１／２）ＴｉＯ３／ＢａＴｉＯ３陶瓷介质材料及其电容器的制备方法。该陶瓷材料，由ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、（Ｎａ１／２Ｂｉ１／２）ＴｉＯ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ和ＭｎＯ２组成，各组分的摩尔百分数之和为１００％；以该材料制备电容器过程：合成（Ｎａ１／２Ｂｉ１／２）ＴｉＯ３；由ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２和（Ｎａ１／２Ｂｉ１／２）ＴｉＯ３制预合成料；由３Ｙ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｎＯ２和预合成料制干磨料；干磨料加聚乙烯醇溶液后，经造粒、筛分、压制、烧结和制备银电极得电容器。本发明专利技术的陶瓷介质材料具有较高介电常数、低介质损耗、介电常数的温度变化率较低的特点。制的电容器性能参数佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种(Nai/2Bi1/2)Ti03/BaTi03陶瓷介质材料及其电容器的制备方法，属 于陶瓷电介质材料及电容器的技术。
技术介绍
电容器是电子设备中必不可少的电子器件。常用的电容器按介质区分有纸介电 容、云母电容、陶瓷电容、电解电容等。其中陶瓷介质电容器具有体积小，耐热性好，绝缘电 阻高，价格低廉等特点。随着电子工业的发展，陶瓷介质电容器已经在电子设备中大量应 用。传统陶瓷介质材料，尤其是中高压陶瓷电容器中含有危害着环境和人体健康的铅元素彭家根，王峰平等.高压电容器用铁电陶瓷.电子元件与材料，2006，25 (12) :16-19。 近年来，世界各国的科学家都在研制性能优越的无铅陶瓷介质材料以取代传统的含铅陶瓷 介质材料，但性能较差，依然不能达到含铅陶瓷介质材料的介电性能，如现有的SrTiO3基陶 瓷介质材料的介电损耗(tanS)小，但是介电常数(ε》也较小肖军，张启龙等.新 型BST基高压电容器陶瓷.电子元件与材料，2006,25(11) :ρ47_49 ； Wei Chen, Xi Yao and Xiaoyong Wei. Tunability and ferroelectric relaxorproperties of bismuth strontium titanate ceramics. APPLIED PHYSICSLETTERS 2007，(9)0182902；BaTi03 基陶瓷介质材料介电常数(、)大，但是介电损耗(tan δ)和介电常数的温度变化率 (Δ ε/Ο较大张吉林，毛祖佑等.交流高压介质瓷料.电子元件与材料，2002，21 (6) pl-3。面对着较大的电子产品市场，无铅陶瓷介质材料的研究和开发无疑具有较大的社会 和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种(Nav2Biv2)TiCVBaTiO3陶瓷介质材料及其电容器的制 备方法。该陶瓷介质材料为无铅陶瓷介质材料，它的介电常数高，介电损耗(tan δ) 低，介电常数变化率(△ ε/Ο小。以该陶瓷介质材料制备电容器，过程简单，制得的电容 器性能好。本专利技术是通过以下技术方案加以实现的，一种(Nai/2Bi1/2)Ti03/BaTi03陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及其摩尔百分数组成，且各组分的摩尔百分数 之和为100% (Nal72Bil72)TiO3 11. 41 11. 44%，BaCO3 29. 71 29. 79 %，SrCO3 13. 56 13. 60 %，Bi2O3 0. 1990 0. 1995%，SnO2 0. 4423 0. 4435%，TiO2 :43· 77 43. 89%，Y2O3 :0· 0558 0· 333%，ZnO :0· 2971 0· 2979%，MnO2 :0· 2781 0· 2789%。 以上述陶瓷介质材料制备电容器的方法，其特征在于包括以下过程1.将Bi2O3与Na2COJP TiO2按照摩尔比为1 1 4进行配料，按该配料玛瑙 球去离子水的质量比为1 1 1.5混合并置于尼龙球磨罐中湿法球磨4 36h，然后 磨料在温度110 120°C烘干，烘干料在坩埚中，以250°C /h 400°C /h的升温速率升温至 820°C 870°C保温 1 4h 合成(Na1/2Bi1/2) TiO3 ；2.按照陶瓷介质材料配方摩尔百分量称量BaC03、SrCO3> Bi203、SnO2, TiO2和步骤 1合成的(Nal72Biv2)TiO3进行配料，按该配料玛瑙球去离子水的质量比为1 1 1.5 混合并置于尼龙球磨罐中湿法球磨2 36h，然后磨料在温度110°C 120°C下烘干，烘干料 在坩埚中，以300°C /h 400°C /h的升温速率升温至1030°C 1100°C下保温1 4h进行 预合成得到预合成料；3.按照陶瓷介质材料配方摩尔百分量称量Υ203、Ζη0、Μη02和步骤2合成的预合成 料进行配料，按该配料玛瑙球去离子水的质量比为1 1 2混合并置于尼龙球磨罐 中湿法球磨4 24h，然后在温度110 120°C烘干得干磨料；4.取步骤3制得的干磨料，按干磨料质量的5 8%计，向干磨料中加质量浓度为 5%的聚乙烯醇水溶液粘合剂，混合均勻后进行造粒，造粒料通过40目筛分，得颗粒料在成 型机上以150 300MPa压制成片型，将成型片放在有二氧化锆粉为垫料的氧化铝垫板上， 两成型片之间用二氧化锆粉隔开，然后放入高温电炉中，控制升温速度在350 450°C /h, 升温至1250°C 1350°C下烧结1 4h，其中在150°C、250°C和350°C时各保温10 30min， 烧结后的试样随炉冷却到室温，将烧成瓷片上的二氧化锆垫料清除后，在瓷片两平面上均 勻涂敷银电极浆料，在830 870°C下烧渗8 20min制备银电极，得到无铅陶瓷电容器。本专利技术的突出优点在于，所提供的BaTiO3陶瓷材料具有较高介电常数、低介质损 耗、介电常数的温度变化率较低的特点。以该无铅陶瓷材料制备的电容器，介电常数(、) 为2330 2960，介电损耗(tan δ )为1.02% 1. 40%，_25°C 85°C温度区间介电常数 的温度变化率(Δ ε/ε)为-5.23% _9.66%。具体实施例方式按照(Na1Z2Biv2)TiO3的化学计量比称量所需要的Na2C03、Bi203和TiO2料，以配料 玛瑙球去离子水=1 1 1.5的质量比将配料置于尼龙球磨罐中湿法球磨4h，将球磨 料在温度110°C条件下烘干，然后将烘干料放入氧化铝陶瓷坩埚中，在电炉中以300°C /h 的升温速率在850°C保温2h合成Nav2Biv2TiO3。按照摩尔百分量配方29. 72mol % BaCO3, 13. 57mol% SrCO3,0. 1991mol % Bi2O3,0. 4425mol% SnO2,43. 80mol% TiO2 和 11. 42mol% 的 Nav2Biiy2TiO3进行称量配料，然后以该配料玛瑙球去离子水=1 1 1. 5的质量比 将配料置于尼龙球磨罐中湿法球磨4h。球磨料在110°C条件下烘干。再将烘干料放入氧化 铝陶瓷坩埚中，在电炉中以300°C /h的升温速率，升温至1080°C保温2h进行预合成。将上 述预合成料中按照摩尔百分量配方配入0. 2783mol% Y2O3，0. 2972mol% ZnO,0. 2782mol% MnO2进行称量配料，以配料玛瑙球去离子水=1 1 2的质量比将配料置于尼龙球磨罐中湿法球磨6h， 球磨料在110°C条件下烘干。以质量百分比为5 8%、浓度为5%的聚 乙烯醇水溶液为粘合剂加入到该烘干配料中混合均勻，进行造粒，造粒料通过40目筛。在 成型机上以压力170MPa将造粒料压制成型0 15mmX2mm的成型坯片。成型后的试样放在 有二氧化锆粉为垫料的氧化铝垫板上，成型片与片间用二氧化锆粉隔开，然后放入高温电 炉中，控制升温速度300°C /h，在温度1320°C时保温2h烧成，其中在温度150°C、温度250°C 和温度350°C时各保温20m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种（Ｎａ↓［１／２］Ｂｉ↓［１／２］）ＴｉＯ↓［３］／ＢａＴｉＯ↓［３］陶瓷介质材料，其特征在于，该陶瓷介质材料由下列组分及其摩尔百分数组成，且各组分的摩尔百分数之和为１００％：Ｎａ↓［１／２］Ｂｉ↓［１／２］ＴｉＯ↓［３］：１１．４１～１１．４４％，ＢａＣＯ↓［３］：２９．７１～２９．７９％，ＳｒＣＯ↓［３］：１３．５６～１３．６０％，Ｂｉ↓［２］Ｏ↓［３］：０．１９９０～０．１９９５％，ＳｎＯ↓［２］：０．４４２３～０．４４３５％，ＴｉＯ↓［２］：４３．７７～４３．８９％，Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］：０．０５５８～０．３３３％，ＺｎＯ：０．２９７１～０．２９７９％，ＭｎＯ↓［２］：０．２７８１～０．２７８９％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曲远方，徐世国，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]