【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电介质陶瓷合成，尤其是涉及一种高介电常数陶瓷电容器介质及制备方法。
技术介绍
1、随着电子技术对器件高集成度和高可靠性要求的进一步提高，高介电常数材料成为人们关注的热点。钛酸铜钙(cacu3ti4o12，简称ccto)为钙钛矿立方晶系结构，是近年来最具有代表性的新型高介电常数材料，该材料的介电常数高达到104～105，在很宽的温度和频率范围内保持稳定，且ccto不会出现铁电-顺电相变；另外，ccto制备工艺简单，烧结温度不高，具有工业化生产的潜在优势。ccto材料系势垒层高介电材料，ccto为体心立方结构的类钙钛矿氧化物，具有高介电常数、较好的温度稳定性及频率稳定性等特征。ccto材料的介电损耗较高且对工艺十分敏感。ccto材料具有高的介电常数及良好的温度稳定性，可以作为陶瓷电容器介质材料。
2、高能存储器件和电容以及设备小型化的需求，需要其中的核心介电材料具备高介电巨介电、低损耗以及优良的抗击穿能力。研究表明，铁电材料，如batio3，满足高介电常数要求，但是介电常数随温度变化非常大；非铁电材料，如cacuti3o12(ccto)等的介电常数在较宽温度范围内可达105以上，但是介电损耗很高(>0.1)。因此，需要制备一种同时具有高介电常数﹑低损耗以及具有一定抗高压击穿性能的介电陶瓷材料。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种同时具备高介电常数、低损耗及一定抗高压击穿性能的电容器陶瓷介质，本申请提供一种高介电常数陶瓷电容器介质及制备方
2、一方面，本申请提供的一种高介电常数陶瓷电容器介质，其原料由重量比为3-5：18-25的预烧料a和预烧料b组成；所述预烧料a的化学组成为ca1-xlaxcu3ti4-xyxo12，其中，0.03≤x≤0.15；所述预烧料b的化学组成为cacu3-y mgyti4o12，其中，0.7≤y≤1.2。
3、可选的，所述高介电常数陶瓷电容器介质的原料由重量比为3.5：18-22的预烧料a和预烧料b组成。
4、可选的，所述预烧料a中，x取值0.08；所述预烧料b中，y取值0.9。
5、可选的，所述预烧料a的制备方法为：根据ca1-xlaxcu3ti4-xyxo12的化学计量比称取硝酸铜、硝酸钙、硝酸镧、硝酸钇和柠檬酸原料，混合后加入到有机溶剂中，搅拌使原料溶解得到混合液a，加入钛酸四丁酯，搅拌，将混合液a在75-90℃下恒温保温5-8h，形成溶胶a，将溶胶a在95-115℃下干燥10-13h后形成干凝胶a，研磨，在700-780℃下预烧结1.5-3.5h，冷却，研磨，制得预烧料a；其中，所述柠檬酸与钛酸四丁酯的重量比为1.3-1.8：1。
6、可选的，所述预烧料b的制备方法为：根据cacu3-y mgyti4o12的化学计量比称取硝酸铜、硝酸钙、硝酸镁和柠檬酸原料，混合后加入到有机溶剂中，搅拌使原料溶解得到混合液b，加入钛酸四丁酯，搅拌，将混合液b在75-90℃下恒温保温5-8h，形成溶胶b，将溶胶b在95-115℃下干燥10-13h后形成干凝胶b，研磨，在800-850℃下预烧结1.5-3h，冷却，研磨，制得预烧料b；其中，所述柠檬酸与钛酸四丁酯的重量比为1.3-1.8：1。
7、可选的，所述预烧料a和预烧料b在氧气、氮气的混合气体气氛下进行预烧结，其中，氧气的体积百分数为30-55％。
8、第二方面，本申请提供了上述高介电常数陶瓷电容器介质的制备方法，包括以下步骤：s1、将预烧料a和预烧料b混合，球磨、干燥，制得混合粉体；
9、s2、在所述步骤s1中制得的混合粉体中加入粘结剂并进行搅拌，进行造粒，研磨至30-50目，之后在20-35mpa的压力下将所述混合粉体干压成型，得到圆形胚体；
10、s3、将所述步骤s2制得的圆形胚体放入电炉中，在氮气气氛下，升温至600-700℃下保温1-2h进行排胶，升温至1050-1130℃下保温11.5-14h，制得高介电常数陶瓷电容器介质。
11、可选的，所述步骤s2中使用的粘结剂为pva，所述pva与混合粉体的重量比为0.06-0.15：1。
12、可选的，所述步骤s3中，先以1.5-3℃/min的升温速率上升到100-150℃保温10-20min进行干燥，然后以3-6℃/min的升温速率上升到600-700℃保温1-2h进行排胶，最后以9-12℃/min的升温速率上升到1050-1130℃保温11.5-14h进行烧结。
13、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
14、1.本申请制得的高介电常数陶瓷电容器介质同时具备高介电常数和低损耗的优点，同时本申请制得的高介电常数陶瓷电容器介质具有较高的电阻率，可以提高以此制得的电容器的工作电压和击穿电压而不影响其介电性能。
15、2.本申请的高介电常数陶瓷电容器介质制备工序简单，对设备要求较低，原材料成本低廉，适合推广使用。
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1.一种高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，其原料由重量比为3-5：18-25的预烧料A和预烧料B组成；
2.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述高介电常数陶瓷电容器介质的原料由重量比为3.5：18-22的预烧料A和预烧料B组成。
3.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料A中，x取值0.08；所述预烧料B中，y取值0.9。
4.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料A的制备方法为：根据Ca1-xLaxCu3Ti4-xYxO12的化学计量比称取硝酸铜、硝酸钙、硝酸镧、硝酸钇和柠檬酸原料，混合后加入到有机溶剂中，搅拌使原料溶解得到混合液A，加入钛酸四丁酯，搅拌，将混合液A在75-90℃下恒温保温5-8h，形成溶胶A，将溶胶A在95-115℃下干燥 10-13h后形成干凝胶A，研磨，在700-780℃下预烧结 1.5-3.5h ，冷却，研磨，制得预烧料A；其中，所述柠檬酸与钛酸四丁酯的重量比为1.3-1.8：1。
5.根据权利要求1所述的高介电常数陶
6.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料A和预烧料B在氧气、氮气的混合气体气氛下进行预烧结，其中，氧气的体积百分数为30-55%。
7.一种权利要求1-6任一项所述的高介电常数陶瓷电容器介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的高介电常数陶瓷电容器介质的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中使用的粘结剂为PVA，所述PVA与混合粉体的重量比为0.06-0.15：1。
9.根据权利要求7所述的高介电常数陶瓷电容器介质的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，先以1.5-3℃/min的升温速率上升到100-150℃保温10-20 min进行干燥，然后以3-6℃/min的升温速率上升到600-700℃保温1-2 h进行排胶，最后以9-12℃/min的升温速率上升到1050-1130℃保温11.5-14h进行烧结。
...【技术特征摘要】
1.一种高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，其原料由重量比为3-5：18-25的预烧料a和预烧料b组成；
2.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述高介电常数陶瓷电容器介质的原料由重量比为3.5：18-22的预烧料a和预烧料b组成。
3.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料a中，x取值0.08；所述预烧料b中，y取值0.9。
4.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料a的制备方法为：根据ca1-xlaxcu3ti4-xyxo12的化学计量比称取硝酸铜、硝酸钙、硝酸镧、硝酸钇和柠檬酸原料，混合后加入到有机溶剂中，搅拌使原料溶解得到混合液a，加入钛酸四丁酯，搅拌，将混合液a在75-90℃下恒温保温5-8h，形成溶胶a，将溶胶a在95-115℃下干燥 10-13h后形成干凝胶a，研磨，在700-780℃下预烧结 1.5-3.5h ，冷却，研磨，制得预烧料a；其中，所述柠檬酸与钛酸四丁酯的重量比为1.3-1.8：1。
5.根据权利要求1所述的高介电常数陶瓷电容器介质，其特征在于，所述预烧料b的制备方法为：根据cacu3-ymgyti4o12的化学计量比称取硝酸铜、硝酸钙、硝酸镁和柠檬酸原料，混合后...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵光涛，
申请(专利权)人：东莞市纬迪实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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